第四讲 第2课时 功与功率 功的原理（课件PPT）-【中考总动员】2024年中考物理讲义（泸州专用）

第2课时　功与功率　 功的原理 2024泸州物理 目 录 1 真题自测 体验中考 2 知识梳理 素养形成 4 全国视野 素养落地 3 重点难点 素养拓展 1 真题自测 体验中考 1．(2021·泸州) 绵泸高铁内自泸段即将建成通车，据了解泸州乘高铁经内江到成都大约需要84 min。其中泸州至内江约130 km，按照设计速度250 km/h运行，泸州到内江列车大约需要_________h。内江至成都约 150 km，从泸州经内江到成都全程的平均速度约为______km/h。某牵引 力为9×104N的动车组在一段平直轨道上匀速行驶时速度为216 km/h， 则该动车组的输出功率为__________W。 0.52 200 5.4×106 返回首页 第2课时　功与功率　功的原理 首页 1 2 3 总目录 2．(2020·泸州) (多选) 如图所示，已知固定斜面长5 m、倾角为30°，木箱重150 N。某同学用大小为100 N的推力沿斜面向上推木箱，木箱沿斜面匀速从底端运动到顶端的过程中，关于木箱所受的力对木箱做的功， 下列判断正确的是(　 　) A．木箱克服重力做功的大小为500 J B．木箱克服斜面摩擦力做功的大小为125 J C．推力做功的大小为500 J D．斜面支持力做功的大小为375 J BC 返回首页 第2课时　功与功率　功的原理 首页 1 2 3 总目录 返回首页 第2课时　功与功率　功的原理 首页 1 2 3 总目录 3．(2014·泸州) 如图所示，某同学用大小为F的水平推力，推着重力为G的木箱m在水平地板上向右做匀速直线运动，当木箱运动的距离为s 时，下列关于做功的判断正确的是(　　) A．木箱受到重力做功的大小为Gs B．木箱受到地板摩擦力做功的大小为Fs C．木箱受到合力做功的大小为Fs D．木箱受到地板的支持力做功的大小为(F＋G)s B 返回首页 第2课时　功与功率　功的原理 首页 1 2 3 总目录 [解析]　重力的方向是竖直向下的，物体沿水平方向移动距离，所以重力没有对木箱做功，故A错误；木箱做匀速直线运动，处于平衡状态，摩擦力f大小等于推力F，摩擦力做功的大小等于推力所做的功，即W＝Fs，故B正确；木箱做匀速直线运动，处于平衡状态，合力为零，所做的功为零，故C错误；木箱受到地板的支持力的方向是竖直向上的，木箱沿水平方向移动距离，所以支持力没有对木箱做功，故D错误。故选B。 返回首页 第2课时　功与功率　功的原理 首页 1 2 3 总目录 2 知识梳理 素养形成 1．定义：物体受力且沿__________移动了一段__________，我们就称力对物体做了功。 2．做功的两个必要因素：一是有__________作用在物体上；二是在力 的__________上通过了__________。 功 知识点 1 力的方向 距离 力 方向 距离 返回首页 第2课时　功与功率　功的原理 首页 知识点1 知识点2 知识点3 总目录 3．三种情况不做功 (1)有力无距离，如提而未起，推而不动； (2)无力有距离，如足球离开运动员的脚后，由于__________在草坪上运动了一段距离； (3)垂直无功，如在水平方向运动的物体，__________没有做功；从斜面上滑下来的物体，__________没有做功。 4．功的计算：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的________。 5．功的计算公式：W＝__________。 惯性 重力 支持力 乘积 Fs 返回首页 第2课时　功与功率　功的原理 首页 知识点1 知识点2 知识点3 总目录 6．功的单位：__________。 7．功的单位的大小体验：将一个鸡蛋举高2 m做的功大约是______J。 8．用W＝Fs计算功时应注意的问题 (1)在非水平方向，包括斜面上和竖直方向提升物体，物体重力做功常常 直接用W＝__________来计算。 (2)在计算时，强调F与s的一一对应，不能张冠李戴。 J 1 Gh 返回首页 第2课时　功与功率　功的原理 首页 知识点1 知识点2 知识点3 总目录 (3)做功的多少由W＝Fs决定，与物体在力作用下运动的方向和是否做匀速直线运动无关。如：小李同学先后用同样大小的力F使同一木箱分别在如图所示甲、乙、丙三个表面上沿力的方向移动相同的距离，该力F 在这三个过程中所做的功分别为W甲、W乙、W丙，则W甲__________W乙 __________W丙。 ＝ ＝ 返回首页 第2课时　功与功率　功的原理 首页 知识点1 知识点2 知识点3 总目录 1．定义：功与完成这些功所用时间__________叫做功率。 2．意义：表示做功__________的物理量。 3．定义公式：__________。 功率 知识点 2 之比 快慢 　103　 　106　 返回首页 第2课时　功与功率　功的原理 首页 知识点1 知识点2 知识点3 总目录 5．单位的大小体验及其物理意义：中学生的心脏正常功率为1.5 W，其 含义是心脏1 s做功__________。 6．常用的功率推导公式 7．P＝Fv的适用条件 (1)物体在力F的作用下做__________运动； (2)计算时速度的单位必须是__________。 1.5 J 匀速直线 m/s 返回首页 第2课时　功与功率　功的原理 首页 知识点1 知识点2 知识点3 总目录 1．内容：使用__________机械都不能省__________。 2．内容的另一种表述：使用机械要省力必__________；要省距离必__________；既省力又省距离的机械是__________的。 功的原理 知识点 3 任何 功 费距离 费力 没有 返回首页 第2课时　功与功率　功的原理 首页 知识点1 知识点2 知识点3 总目录 3．斜面的做功情况讨论 ＜ (2)粗糙的斜面：如果斜面与物体间的摩擦力为f，则有Fs＝_________＋ _______，则推力F所做的功(Fs)就_______直接对物体所做的功(Gh)。 Gh fs 大于 返回首页 第2课时　功与功率　功的原理 首页 知识点1 知识点2 知识点3 总目录 3 重点难点 素养拓展 (2021·泸州) 如图所示，一个箱子静止在水平地面上，小聪用 150 N的水平拉力将箱子移动了0.4 m，小聪的拉力做功为________J。待箱子静止后，小明用80 N的水平推力推这个箱子没有推动，小明的推力 做功_______J，此时箱子受到地面的摩擦力为______N。 综合考查功的概念和受力分析 焦点 1 60 0 80 返回首页 第2课时　功与功率　功的原理 首页 焦点1 焦点2 焦点3 总目录 (2013·泸州) 如图甲所示是一艘海事打捞船正在打捞一沉入海底的物体，图乙是钢绳将物体竖直向上匀速提起的简化示意图。物体从海底被提升到离开海面一定距离的整个过程中速度均保持不变。从提升物体开始经过时间120 s后物体刚好全部出水，已知物体的体积V＝2 m3，密度ρ＝3.0×103 kg/m3，已知物体浸没在水中的上升过程中，钢绳提升物体的功率P＝40 kW。(忽略水的阻力和钢绳重量，海水的密度取ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)求： P＝Fv的综合应用 焦点 2 返回首页 第2课时　功与功率　功的原理 首页 焦点1 焦点2 焦点3 总目录 (1)物体浸没在水中的上升过程中，钢绳提升物体的拉力； 甲 乙 返回首页 第2课时　功与功率　功的原理 首页 焦点1 焦点2 焦点3 总目录 解：物体的质量：m＝ρV＝3.0×103 kg/m3×2 m3＝6×103 kg， 重力：G＝mg＝6×103 kg×10 N/kg＝6×104 N， 物体浸没在水中所受浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg× 2 m3＝2×104 N， 对浸没在水中的物体进行受力分析有：F拉＝G－F浮＝6×104 N－2× 104 N＝4×104 N， 即钢绳提升物体的拉力为4×104 N； 返回首页 第2课时　功与功率　功的原理 首页 焦点1 焦点2 焦点3 总目录 (2)物体全部离开水面后的上升过程中，钢绳提升物体的功率； 甲 乙 返回首页 第2课时　功与功率　功的原理 首页 焦点1 焦点2 焦点3 总目录 因物体从海底被提升到离开海面一定距离的整个过程中速度均保持 不变， 所以，物体全部离开水面后的上升过程中，钢绳提升物体的速度v＝ 1 m/s， 当物体全部离开水面后的匀速上升过程中，F′拉＝G，则钢绳提升物体的功率：P′＝Gv＝6×104 N×1 m/s＝6×104 W＝60 kW； 返回首页 第2课时　功与功率　功的原理 首页 焦点1 焦点2 焦点3 总目录 (3)打捞处海水对海底的压强。 甲 乙 解：打捞处距海底的距离：h＝vt＝1 m/s×120 s＝120 m， 则打捞处海水对海底的压强：p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg× 120 m＝1.2×106 Pa。 返回首页 第2课时　功与功率　功的原理 首页 焦点1 焦点2 焦点3 总目录   没入水中和提离水面分别是三力平衡和二力平衡，联系的桥梁是速度相等，两次应用P＝Fv，因为v相同，F不同，导致P不同。 返回首页 第2课时　功与功率　功的原理 首页 焦点1 焦点2 焦点3 总目录 (2009·泸州) 节能、省油的轿车深受消费者喜欢。聪聪一家驾驶一辆节能轿车在隆纳高速公路一段平直的路面上匀速行驶了1 min 12 s，聪聪观察仪表盘发现这段时间内车速为100 km/h。已知该车行驶时所受阻力f与车速v的关系如图所示。试计算： 综合考查功和功率及P＝Fv中F与v的求法 焦点 3 (1)在这段时间内汽车牵引力做功是多少？ 返回首页 第2课时　功与功率　功的原理 首页 焦点1 焦点2 焦点3 总目录 返回首页 第2课时　功与功率　功的原理 首页 焦点1 焦点2 焦点3 总目录 (2)当汽车在平直的路面上，以120 km/h的速度 匀速行驶时，牵引力的功率为多少？ 因为小轿车仍做匀速直线运动，所以，小轿车受到的牵引力：F′牵＝f′＝3 000 N， 返回首页 第2课时　功与功率　功的原理 首页 焦点1 焦点2 焦点3 总目录   本题中两点易错：一是用P＝Fv计算时速度的单位必须是m/s；二是两次应用P＝Fv，P、F与v要一一对应，切忌张冠李戴。 返回首页 第2课时　功与功率　功的原理 首页 焦点1 焦点2 焦点3 总目录 4 全国视野 素养落地 1．(2023·连云港) 下列有关功的说法中正确的是(　　) A．用力推车没有推动，人对车也做了功 B．足球在水平地面上滚动时重力对足球没有做功 C．运动员举起杠铃在空中静止不动时对杠铃做了功 D．学生背着书包在水平路面匀速前进时对书包做了功 B 返回首页 第2课时　功与功率　功的原理 首页 1 2 3 4 5 总目录 2．(2023·达州) 如图所示，A、B两个粗糙程度相同的物体以甲、乙两种不同的方式叠放在同一水平地面上，分别用水平方向的拉力F甲和F乙使AB一起向右运动，甲运动的s －t图像和乙运动的v －t图像分别如图 丙、丁所示，已知F甲＝10 N，下列说法正确的是(　　) 甲　　　 　乙 丙　　 　　 丁 A．F甲＜F乙 B．甲、乙两图中 AB之间的摩 擦力均为10 N C．拉力F甲与拉力F乙的功率相等 D．甲、乙两图中地面受到的摩擦力相等 D 返回首页 第2课时　功与功率　功的原理 首页 1 2 3 4 5 总目录 3．(2023·广州)物体A重5 N，如图1所示，A在水平拉力F1作用下，在水平面从M匀速直线运动到N用时3 s；如图2所示，在A上放置一个钩码，A在水平拉力F2作用下，在另一水平面从P匀速直线运动到Q用时2 s。 图1 图2 (1)在MN、PQ段，A的速度分别为v1、v2，A所受摩擦力分别为f1、f2，则v1__________v2，f1__________f2。(均选填“＞”“<”或“＝”) ＜ ＞ 返回首页 第2课时　功与功率　功的原理 首页 1 2 3 4 5 总目录 (2)A从M运动到N，F1做的功为__________J、功率为__________W，A所 受重力做的功为__________J。 图1 图2 0.3 0.1 0 返回首页 第2课时　功与功率　功的原理 首页 1 2 3 4 5 总目录 4．(2023·宁夏节选) 在学校劳动教育基地开展的实践活动中，某同学正提水给瓜园浇水，他提着水桶在水平路面前行了10 m，桶和水的总质 量为5 kg，此过程该同学对水桶的拉力与__________________是平衡 力，拉力做的功是_______J。 水桶和水的总重力 0 返回首页 第2课时　功与功率　功的原理 首页 1 2 3 4 5 总目录 5．(2023·泰州节选) 新能源电动汽车具有节能、环保的特点。如图所示，一辆电动汽车在某段平直路面上，该车满载时90 s内匀速行驶了 1.8 km，电动汽车受到的阻力为2 500 N，求： (1)汽车行驶的速度； 返回首页 第2课时　功与功率　功的原理 首页 1 2 3 4 5 总目录 (2)汽车发动机的功率。 解：汽车匀速行驶时，汽车的牵引力与受到的阻力是一对平衡力，根据二力平衡条件可得，汽车的牵引力：F＝f＝2 500 N， 汽车发动机的功率：P＝Fv＝2 500 N×20 m/s＝5×104 W。 返回首页 第2课时　功与功率　功的原理 首页 1 2 3 4 5 总目录 本讲内容结束 请完成《练测本》本讲内容 [解析]由题意知，木箱的重力G＝150 N，斜面高h＝s×sin30°＝5 m×＝2.5 m，木箱克服重力做功：W有用＝Gh＝150 N×2.5 m＝375 J，故A错误；推力F做的功：W总＝Fs＝100 N×5 m＝500 J，克服摩擦力做的额外功：W额外＝W总－W有用＝500 J－375 J＝125 J，故B、C正确；木箱移动方向与支持力方向垂直，没有在支持力的方向上移动距离，所以斜面的支持力做功为零，故D错误。故选BC。 P＝ 4．单位 (1)光滑的理想斜面：则F1sAB＝F2sAC＝Gh；根据F＝，则F1_______F2。 解：由P＝Fv得，物体上升的速度：v＝＝＝1 m/s， 解：由图可知，当v＝100 km/h＝ m/s时，阻力f＝2 000 N， 因为小轿车做匀速直线运动，所以F牵＝f＝2 000 N， 此时牵引力做功：W＝F牵s＝F牵vt＝2 000 N× m/s×72 s＝4×106 J； 解：由图可知，当速度v′＝120 km/h＝ m/s时，阻力f′＝3 000 N， 此时牵引力的功率：P′＝ F′牵v′＝3 000 N× m/s＝1×105 W。 解：汽车行驶的速度：v＝＝＝20 m/s； $$