内容正文:
功和功率(知识点串讲)
知识点一、功的必要条件判断是否做功
1、力学里所说的功包括两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过的距离。
2、不做功的三种情况:有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。
例1 下列情形中,对物体没有做功的是( )
A.小明用力推汽车没推动 B.举重运动员将杠铃举起
C.用定滑轮将重物提起 D.把科学课本从地面捡起
例2 下列关于功的说法正确的是( )
A.小明用力推发生故障的汽车而未推动时,推力对汽车做了功
B.吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时,吊车的拉力对重物做了功
C.足球在水平地面上滚动一段距离时,重力对足球做了功
D.货车司机沿着斜面将汽油桶推上车厢
知识点二 功率定义及其科学意义
1、定义:单位时间里完成的功
2、科学意义:表示做功快慢的科学量。
例3 下列描述正确的是( )
A.一个力做功越快,则功率越大
B.一个力做的功越大,则它的功率越大
C.只要有力作用在物体上,这个力就会对该物体做功
D.一个力做功时间越长,则功率越大
例4 小明百米跑的功率是200W,表示他( )
A.能做200焦的功 B.1s能做200J的功
C.每秒做功200W D.1s的功率是200J
知识点三 功与功率的计算
1.力学里规定:功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。
功的计算公式:W=FS
2.功率的计算公式是:,当力为恒力,且运动速度为匀速时,功率的计算公式为:
例5 某型号汽车发动机的额定功率为9×104W,在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是3000N.在额定功率下,当汽车匀速行驶时,行驶的速度为 m/s,行驶5min牵引力所做的功是 J。
一.选择题(共12小题)
1.在辽宁中誉对山东鲁能的足球比赛中,队长李小鹏用大约600N的力一脚把重约4N的足球踢到对方禁区,足球在水平地面上滚了大约20m远,那么在足球滚动的过程中李小鹏对球做的功为( )
A.80J B.12000J C.12080J D.0J
2.下列说法正确的是( )
A.电梯匀速上升的过程中,电梯对人的支持力不做功
B.将一个物体提升同一高度,竖直拉物体比斜的拉物体,做的功更多些
C.汽车车窗打开时,遮阳的窗帘总是往外飘是因为车内空气流速大,压强大
D.悬浮在水中的物体受到水向上的压力,压力与该物体受到的重力是平衡力
3.已知A物体在光滑的水平面上运动,B物体在粗糙的水平面上运动,现用相同的水平拉力,分别使两个物体沿力的方向运动相同的距离,则( )
A.WA =WB B.WA <WB C.WA>WB D.无法比较
4.如图所示,放在水平桌面上的匀质直木板长为50cm,它的右端与桌边相齐,若在木板左端用一水平力F将其匀速推下桌子,木板与桌面间的滑动摩擦力为2N,则水平推力至少要做功( )
A.0.5J B.1.0J C.2.0J D.5J
二、选择题
5.新材料碳纤维具有高强度、高耐热、密度小等特性。一架由碳纤维材料制造的小型无人机,质量为2kg,功率为40W,则该无人机在5s内做功为 J,可匀速竖直上升 m。
6.两台机器的功率之比为3:2,则在相同时间内所做的功之比为 ;机器甲的功率比机器乙的功率大,表示甲机器做功比乙机器 (填“快”或“多”);某机器的功率是1.5kW,表示的科学意义是 。
7.生活中,人们通常用两种方法来比较做功的快慢:方法①:相同的时间比较做功的多少;方法②: 。如图所示,表示的是用挖土机挖土比人力挖土快得多,所用的是判断方法 。科学用功率描述做功的快慢,公式为P=W/t,这种方法与日常方法 是相同的(以上两空选填“①”或“②”)。
8.“绿色环保,低碳出行”一辆纯电动公交车在水平路面上匀速行驶,发动机的功率为200kW,速度为72km/h。公交车行驶1h,发动机做的功为 J,公交车行驶的平均牵引力 N。
三、实验探究题与计算
9.在“测量提升物体所做的功”的实验中,小李所在的实验小组利用长木板、木块组装,并进行如图实验,并将实验数填入表中
斜面长度
s/m
沿斜面的拉力
F/N
小车重力
G/N
斜度高度
h/m
0.8
0.6
2.0
0.20
(1)该实验的主要目的是 ;
(2)根据实验目的,分析测量结果,你认为最合理的结论 ;
A.利用斜面提升物体可以省力
B.利用斜面提升物体既可以省力,也可以省功
C.利用斜面提升物体可以省力,但费距离,不省功
D.斜面越陡越不省力,斜面越陡,可以省距离
10. 如图所示为盐城市区北汽新能源共享汽车。该车额定输出功率为9kW,行驶过程中受到的阻力大约是车重的0.05倍。(g=10N/kg)请问:若该车载人后总质量为800kg,则该车受到的阻力多大?若车以额定输出功率在平直公路上匀速行驶,则车速为多大?
功和功率(知识点串讲)
知识点一、功的必要条件判断是否做功
1、力学里所说的功包括两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过的距离。
2、不做功的三种情况:有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。
例1 下列情形中,对物体没有做功的是( )
A.小明用力推汽车没推动 B.举重运动员将杠铃举起
C.用定滑轮将重物提起 D.把科学课本从地面捡起
【答案】A
【解析】小明用力推汽车没推动,有力无距离,所以没有做功,故选项A正确;举重运动员将杠铃举起,杠铃在力的方向上通过了距离,所以对杠铃做了功,故选项B错误;用定滑轮将重物提起,有力作用在重物上,重物在力的方向上通过了距离,做了功,故选项C错误;把科学课本从地面捡起,有力作用在课本上,课本在力的方向上通过了距离,做了功,故选项D错误。
故选:A。
例2 下列关于功的说法正确的是( )
A.小明用力推发生故障的汽车而未推动时,推力对汽车做了功
B.吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时,吊车的拉力对重物做了功
C.足球在水平地面上滚动一段距离时,重力对足球做了功
D.货车司机沿着斜面将汽油桶推上车厢
【答案】D
【解析】用力推发生故障的汽车而未推动时,只有力没有距离,没有做功,故选项A错误;吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时,两个方向相互垂直,吊车的拉力对重物没有做功,故选项B错误;
足球在水平地面上滚动一段距离时,重力的方向竖直向下;两个方向相互垂直,重力对足球没有做功;故选项C错误;货车司机沿着斜面将汽油桶推上车厢,油桶沿力的方向移动了距离,货车司机对油桶做功,故选项D正确。
故选:D。
知识点二 功率定义及其科学意义
1、定义:单位时间里完成的功
2、科学意义:表示做功快慢的科学量。
例3 下列描述正确的是( )
A.一个力做功越快,则功率越大
B.一个力做的功越大,则它的功率越大
C.只要有力作用在物体上,这个力就会对该物体做功
D.一个力做功时间越长,则功率越大
【答案】A
【解析】功率是描述做功快慢的科学量,做功越快,功率越大,故A正确。力对物体做功大,并不能说明它的功率也越大,如果用的时间也很长,那么功率就不一定大,故B错误;做功的两个必要因素:力以及在力的方向上还要有距离,如果没距离,则不做功,故C错误;一个力做功时间越长,功率不一定大,因为可能是时间长,但做的功不多,故D错误。
故选:A。
例4 小明百米跑的功率是200W,表示他( )
A.能做200焦的功 B.1s能做200J的功
C.每秒做功200W D.1s的功率是200J
【答案】B
【解析】功率是200W,表示在1s内做了200J的功,故ACD错误、B正确;
故选:B。
知识点三 功与功率的计算
1.力学里规定:功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。
功的计算公式:W=FS
2.功率的计算公式是:,当力为恒力,且运动速度为匀速时,功率的计算公式为:
例5 某型号汽车发动机的额定功率为9×104W,在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是3000N.在额定功率下,当汽车匀速行驶时,行驶的速度为 m/s,行驶5min牵引力所做的功是 J。
【答案】30;2.7×107。
【解析】(1)汽车匀速行驶,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,
由二力平衡条件可知,发动机所提供的牵引力:F=f=3000N
由可得,行驶速度的大小:
(2)由得,行驶5min牵引力所做的功:W=Pt=9×104W×5×60s=2.7×107J。
一.选择题(共12小题)
1.在辽宁中誉对山东鲁能的足球比赛中,队长李小鹏用大约600N的力一脚把重约4N的足球踢到对方禁区,足球在水平地面上滚了大约20m远,那么在足球滚动的过程中李小鹏对球做的功为( )
A.80J B.12000J C.12080J D.0J
【答案】D
【解析】在水平地面上向前滚动的过程中,靠惯性继续运动,对球不做功,即脚对球做功为0J。
故选:D。
2.下列说法正确的是( )
A.电梯匀速上升的过程中,电梯对人的支持力不做功
B.将一个物体提升同一高度,竖直拉物体比斜的拉物体,做的功更多些
C.汽车车窗打开时,遮阳的窗帘总是往外飘是因为车内空气流速大,压强大
D.悬浮在水中的物体受到水向上的压力,压力与该物体受到的重力是平衡力
【答案】D
【解析】电梯对人的支持力方向是向上的,人在竖直方向上通过了距离,支持力做了功,故A错误;
将一个物体提升同一高度,竖直拉物体和斜拉时,物体重力相同,高度相同,做的功相同,故B错误;
快速行驶的汽车,窗外空气流速大,压强小,故C错误;悬浮在水中的物体受到水向上的压力即为浮力与该物体受到的重力大小相等,方向相反,同一直线,同一物体,是平衡力,故D正确。
故选:D。
3.已知A物体在光滑的水平面上运动,B物体在粗糙的水平面上运动,现用相同的水平拉力,分别使两个物体沿力的方向运动相同的距离,则( )
A.WA =WB B.WA <WB C.WA>WB D.无法比较
【答案】A
【解析】功等于力与在力的方向上移动距离的乘积,即W=Fs;由于用相同的水平拉力,且两个物体沿力的方向移动相同的距离,则拉力所做的功相等。
故选:A。
4.如图所示,放在水平桌面上的匀质直木板长为50cm,它的右端与桌边相齐,若在木板左端用一水平力F将其匀速推下桌子,木板与桌面间的滑动摩擦力为2N,则水平推力至少要做功( )
A.0.5J B.1.0J C.2.0J D.5J
【答案】A
【解析】因为匀速推动,推力与摩擦力是平衡力大小相等,即推力为F=f=2N,当重心到达桌子的边缘时,木板将翻转,所以推力作用的距离为s=0.25m,所以推力做功:W=Fs=2N×0.25m=0.5J。
故选:A。
二、选择题
5.新材料碳纤维具有高强度、高耐热、密度小等特性。一架由碳纤维材料制造的小型无人机,质量为2kg,功率为40W,则该无人机在5s内做功为 J,可匀速竖直上升 m。
【答案】200;10。
【解析】无人机在5s内做功:W=Pt=40W×5s=200J;
无人机的重力为:G=mg=2kg×10N/kg=20N;
由W=Gh可得,无人机匀速竖直上升的高度为:h===10m。
6.两台机器的功率之比为3:2,则在相同时间内所做的功之比为 ;机器甲的功率比机器乙的功率大,表示甲机器做功比乙机器 (填“快”或“多”);某机器的功率是1.5kW,表示的科学意义是 。
【答案】3:2;快;每秒钟机器做功1500J。
【解析】两台机器的功率P1:P2=3:2,时间t1:t2=1:1,所以做功之比为:
W1:W2=P1t1:P2t2=(3×1):(2×1)=3:2;
功率表示物体做功的快慢,功率大,做功快,机器的功率是1.5kW,科学意义是:每秒钟机器做功1500J。
7.生活中,人们通常用两种方法来比较做功的快慢:方法①:相同的时间比较做功的多少;方法②: 。如图所示,表示的是用挖土机挖土比人力挖土快得多,所用的是判断方法 。科学用功率描述做功的快慢,公式为P=W/t,这种方法与日常方法 是相同的(以上两空选填“①”或“②”)。
【答案】做相同的功比较所用时间的多少;①;①。
【解析】做功的快慢与做功的多少和做功的时间有关,所以判断做功快慢有两种方法:
方法①:相同的时间t比较做功W的多少;方法②:做相同的功比较所用时间的多少。
比较挖掘机与人力挖土做功的快慢,我们可以采用相同的时间内比较挖土多少,即做功的多少;比较可知,挖掘机做功多,做功快;功率表示做功快慢的科学量,表示单位时间内物体所做的功;这种方法与日常方法①相同的时间比较做功的多少是相同的。
8.“绿色环保,低碳出行”一辆纯电动公交车在水平路面上匀速行驶,发动机的功率为200kW,速度为72km/h。公交车行驶1h,发动机做的功为 J,公交车行驶的平均牵引力 N。
【答案】7.2×108;1×104。
【解析】行驶1h发动机做的功:W=Pt=200×103W×3600s=7.2×108J,
公交车的速度v=72km/h=20m/s,由P=Fv可得,公交车的牵引力:
F===1×104N。
三、实验探究题与计算
9.在“测量提升物体所做的功”的实验中,小李所在的实验小组利用长木板、木块组装,并进行如图实验,并将实验数填入表中
斜面长度
s/m
沿斜面的拉力
F/N
小车重力
G/N
斜度高度
h/m
0.8
0.6
2.0
0.20
(1)该实验的主要目的是 ;
(2)根据实验目的,分析测量结果,你认为最合理的结论 ;
A.利用斜面提升物体可以省力
B.利用斜面提升物体既可以省力,也可以省功
C.利用斜面提升物体可以省力,但费距离,不省功
D.斜面越陡越不省力,斜面越陡,可以省距离
【答案】(1)探究利用斜面提升物体是否省功;(2)C。
【解析】
(1)由表中实验数据可以算出沿斜面提升小车做功和竖直提升小车做的功,可以通过比较,得出利用斜面提升物体是否可以省功,即该实验的主要目的是探究利用斜面提升物体是否省功;
(2)实验中沿斜面提升小车做功为:W1=F1s1=0.6N×0.8m=0.48J;
竖直提升小车做的功为:W2=Gh=2N×0.2m=0.4J;
由表格数据和以上计算可知,利用斜面提升物体可以省力,但费距离,不省功,故C正确,AB错误;
虽然斜面越陡越不省力,斜面越陡,可以省距离,但不符合实验目的,不是最合理的结论,故D错误。
故选C。
10. 如图所示为盐城市区北汽新能源共享汽车。该车额定输出功率为9kW,行驶过程中受到的阻力大约是车重的0.05倍。(g=10N/kg)请问:若该车载人后总质量为800kg,则该车受到的阻力多大?若车以额定输出功率在平直公路上匀速行驶,则车速为多大?
【答案】22.5m/s
【解析】(1)该车受到的阻力:f=0.05G总=0.05m总g=0.05×800kg×10N/kg=400N,
(2)该车匀速行驶时的牵引力F=f=400N,由P=Fv得该车以额定输出功率在平直公路上匀速行驶时速度:
答:该车受到的阻力400N;若车以额定输出功率在平直公路上匀速行驶,则车速为22.5m/s。
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