科学个性化辅导授课教案
内容(课题):功与功率
教学目的
1、理解功与功率的概念;2、知道做功的两个因;3、熟练地进行功与功率的有关计算。
重难点:1、功与功率的概念的理解。2、功与功率的计算。
教学过程
一.功
1.做功的两个要素:作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离
2.公式:W=FS
3.单位:J(两个鸡蛋举高1m,做的功大约是1J)
4.哪些情况不做功?为什么?
(1)小明举着杠铃原地不动
(2)小球在光滑的桌面上滚动一段距离
(3)一人提着重物在水平地面上前进
(4)用力将图钉压进墙里
(5)2008年北京奥运会火炬的质量为985g,火炬手持火炬沿水平路面匀速前进20m。
(6)射击时,在子弹击中目标的前后过程中,火药对子弹的推力。
不做功的情况:
(1)物体只受到力但没有运动。(2)物体由于惯性通过一段距离但没有受力。(3)物体移动的距离与物体所受力的方向垂直
5、功的原理
(1)功的原理:使用任何机械都不省功
(2)理想机械——不计自重和摩擦的机械
(3)使用理想机械做功 = 用手直接对物体做功
典型例题
例1、一学生用100N的力将重为5N的足球沿水平方向踢出20m远,则该同学对足球做的功是( )
A、 2000J B、 100J C、 0 D、 无法确定
例2、甲物体放在光滑的水平面上,乙物体放在粗糙的水平面上,现用相同的水平推力,分别使两物体沿水平方向移动相同的距离,则两次推力所做的功分别为W甲和W乙 ,W甲 W乙。(填“>”、“=”、“<”)
例3、2008年北京奥运会射击运动员射击比赛,如果枪膛长30cm,火药在枪膛内对子弹的推力是100N,子弹离开枪膛后前进了50m,则火药对子弹所做的功是 J。
例4、某同学体重500N,他用40N的力沿水平方向推木箱.木箱重100N,经4s木箱在水平地面上移动了2m.在这个过程中,该同学做的功是多少J?如果他把木箱搬到三楼,已知每层楼高4m,则他对木箱至少做多少J的功?
练一练
1、在如图所示的四种情境中,人对物体做功的是( )
A B C D
A.提着水桶在水平地面上匀速前进 B.扛着米袋慢慢爬上楼梯
C.用力推汽车,汽车没动 D.举着杠铃原地不动
2、重100N的物体在20N力的作用下,沿水平地面前进1m,则这个力对物体做的功为( )
A、 20J B、 100J C、 0 D、 无法确定
3、重为1000N的小车,在拉力的作用下沿水平地面匀速前进10m,小车所受阻力为车重的0.3倍,则拉力对小车做的功为 J;小车重力做的功为 J。
4、为办好省运动会,我市正在兴建大型体育场.施工人员用挖掘机开挖地基.挖掘机每次可将0.8m3体积的泥土举高3m再水平移动5m倒人卡车货箱,此过程中挖掘机 对泥土做了多少功?(泥土密度为1. 5 X 103 kg/m3,g取l0N/kg)
5、如图甲所示,水平地面上的一物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体速度v与时间t的关系如图乙所示。则第2秒末时,物体处于________状态,第6秒末到第9秒末,推力F做的功是________焦耳。
二、功率
1.功率:表示做功快慢的物理量
2.定义:单位时间完成的功
3.公式: P=W/t
4.单位:W
注意:功率是表示做功快慢的物理量,与做功的多少无关。即做功一定,做功的时间越少,功率越大;做功时间一定,做功越多,功率越大。
5、功率的计算
典型例题
例1、使用机械做功时,下面说法正确的是:
功率大的机器一定比功率小的机器做功多;
功率大的机器一定比功率小的机器做功时间少;
(C)功率小的机器一定比功率大的机器做功慢;
(D)以上说法都不对.
例2、甲、乙二人的体重相同,同时从一楼开始登楼,甲比乙先到三楼,则他们二人( )
A.做的功相同,但甲的功率较大 B.做的功相同,功率也相同
C.甲做的功较多,但功率相同 D.甲做的功率多,功率也较大
例3、一辆江西产的“全顺牌”汽车,在昌九高速公路上以30m/s的的速度匀速行驶,受到的阻力是2000N,这辆汽车1min做的功是_________J,发动机的功率是________W.
例4、一架起重机2min时间内将5t的货物匀速提高10m,接着用1min的时间使货物在水平方向移动了5m。在整个过程中,起重机对货物做功的功率为 w。
例5、如图15所示,小刚沿着斜坡进行晨跑。已知小刚体重为500N,他用50s的时间跑完长为200m、高为10m的斜坡。这过程中,求:
(1)小刚的平均速度为多少?
(2)小刚克服重力做的功为多少?
(3)小刚克服重力做功的功率为多少?
例6、如图,质量为800kg的小轿车,每个轮胎与地面的接触面积为200cm2.
(1)小轿车对水平地面的压强是多大?(g取10N/kg)
(2)该车在水平公路上匀速直线行驶18krn,用了10min.如果小轿车的功率为60kw,求它的速度和牵引力各是多大?
综合训练
1、关于功率概念的理解,下列说法中正确的是( )
A.功率大的机械做的功多 B.功率大的机械做功时用的时间少
C.单位时间内完成的功越多,则功率越大 D.省力多的机械功率大
2、功率相等的甲乙两辆汽车,在相等时间内,甲、乙两车通过的距离之比是2:1,则:( )
A.牵引力之比为1:2 B.做功之比为1:2
C.速度之比为1:2 D.做功之比为2:1
3、功率为100kw的汽车在公路上以72km/h的速度匀速行驶时,汽车的牵引力 N
4、一台拖拉机耕地时的功率是25kw,它在4h内做的功如果让一头牛去做,需要的时间为 。(牛的平均功率为0.4kw)
5、举重运动员在2s内把1500N的杠铃匀速举高了2m,在空中停留了3s.那么,他对杠铃做了______J的功,前2s内的功率是______W;后3s内的功率是______W;整个过程的平均功率是________W.
6.一辆江西产的“全顺牌”汽车,在昌九高速公路上以30m/s的的速度匀速行驶,受到的阻力是2000N,这辆汽车1min做的功是_________J,发动机的功率是________W.
7、一位体重为500N的同学在跳绳测试中,1min跳180次,每次腾空的最大高度平均为4cm,则他在跳绳过程中,克服重力做功的平均功率是( )
A.60W B.3.6×103W ? C.6×103W D.3.6×105W8、小强同学家住北园小区3号楼五楼。放学后,他从一楼上到五楼共用了20s。若小强及书包总重为480N,每层楼的高度为3m,则他上楼的功率是 W。
9、小丽用40N的水平推力将一个重90N的箱子水平推动了1m;所用时间 2s;小宇又将这个箱子匀速提上了 0.4m高的台阶,所用时间1.5s。比较小丽、小宇所做的功W1、W2和做功的功率P1、P2之间大小的关系是( )
A.W1> W2 P1< P2 B.W1> W2 P1> P2
C.W1< W2 P1<P2 D.W1< W2 P1> P2
10、有甲、乙两辆功率相等的汽车,如果在相同时间内匀速通过距离之比S甲:S乙=2:1,那么( )
A.两辆汽车牵引力之比F甲:F乙=1:2 B.两辆汽车牵引力之比F甲:F乙=2:1
C.两辆汽车做功之比W甲:W乙=1:2 D.两辆汽车做功之比W甲:W乙=2:1
11、庆“六一”趣味运动会中,小敏和小王分别把图甲中三个质量均为1千克、边长为30厘米的均质正方体泡沫塑料块按图乙堆叠起来。小敏和小王叠起这堆正方体泡沫塑料块,每人至少要做功________________焦。比赛中小敏快于小王完成堆叠,则堆叠过程中小敏做功的功率________________ (选填“大于”、“等于”或“小于”)小王。
12、如图8所示,要粗测小明同学做“引体向上”时的功率。下面所列的物理量中,不需要测量的是( )
A.他的质量 B.单杠的高度 C.每次身体上升的高度 D.做“引体向上”的时间
13、用一台水泵把50m3的水提升到距水面30m的水箱,水泵需做多少功?若完成这些功1 h,这台水泵的功率是多少瓦?合多少千瓦?
14、厦门快速公交系统(BRT)建成后,运行速度约为42km/h.从第一码头到大学城只需40min。如图,假如质量为50kg的小鹭要乘坐BRT公交车时,先用30s走上高5m的人行天桥,再用15s从天桥乘坐自动扶梯到达BRT站台,站台比天桥高4m。试求:
(1)第一码头到大学城的大约路程;
(2)小鹭走上人行天桥的过程中克服重力所做的功;
(3)小鹭从地面到BRT站台过程中克服重力做功的平均功率
15、一辆汽车在水平路面上匀速行驶
(1)若汽车的牵引力用F表示,速度用v表示,发动机的功率用P表示,请你推导出F、v与P之间的关系式P=Fv
(2)若汽车的发动机在90kW的额定功率下工作,此时汽车匀速行驶的速度大小为30m/s,求牵引力F的大小和所受阻力f的大小。
16、由航空工业六○五研究所自行设计的“海鸥300”轻型水陆两栖飞机(如图12所示)将于今年10月首飞,该机可载4-6名乘客,配置有高性能的发动机和先进航空仪表设备,可用于公务飞行、货物运输、海岸巡逻等。设飞机的总质量为4000kg,g取10N/kg。
(1)飞机停在水面时,排开水的体积是多少m3?
(2)若飞机在空中以360km/h的速度水平匀速飞行时,它在水平方向受到的阻力为飞机重力的0.1倍,飞机发动机的功率是多少W?
课后练习: