(共30张PPT)
第一部分 基础过关
第十一讲 功和机械能
第1课时 功 功率
人教:八下第十一章 粤教沪科:九上第十一章
功的概念与计算(6年6考)
定义 如果一个① 作用在物体上,物体在这个力的方向上移
动了一段② ,就说这个力对物体做了功
两个必
要因素 一是作用在物体上的③ ;二是物体在④
上通过的距离
力
距离
力
力的方向
计算 表述 功等于力与物体在力的方向上移动的距离的⑤
公式 W=⑥
单位 ⑦ (符号:J)
乘
积
Fs
焦耳
续表
1.(2025·南充)新学期,老师组织同学们进行了一场有意义的劳动—
—搬新书,在下列过程中,同学们对书不做功的是( B )
A. 甲图中将书从地面提起的过程
B. 乙图中在水平路面推车的过程
C. 丙图中将书搬上教学楼的过程
D. 丁图中将书堆放在桌面的过程
B
思路点拨 三种不做功的情况:(1)“劳而无功”:物体在受力的方向
上没有移动距离;(2)“不劳无功”:物体在运动方向上没有受力,依靠惯
性继续运动;(3)“垂直无功”:物体受到的力和运动方向垂直.
2.小明同学用15 N的水平推力推动重为100 N的超市购物车.购物
车自静止开始在10 s内沿水平方向前进了10 m.在整个过程中购物车行
驶的平均速度为 m/s,推力做功为 J,重力做功为 J.
1
150
0
思路点拨 功的计算要注意:(1)F与s的方向必须一致;(2)力与物体
移动的距离必须对应于同一物体;(3)力与物体移动的距离必须对应于同
一段时间,即公式中的F始终作用在物体上.
3.(2020·广东)某轿车在平直公路上行驶的45 s内,其速度v与时间t、
动力F与时间t的关系图像分别如图甲、乙所示.已知前10 s轿车运动的
路程为100 m,求动力F做的总功.
解:由图像乙可知,0~10 s时间内动力F1=4 000 N,则0~10 s时
间内动力做功W1=F1s1=4 000 N×100 m=4×105 J
由图像甲可知,10 s~45 s时间内轿车
通过的路程s2=v2t2=20 m/s×35 s=700 m
此时轿车的动力F2=1 000 N
则10 s~45 s时间内动力做功
W2=F2s2=1 000 N×700 m=7×105 J
则动力F做的总功
W=W1+W2=4×105 J+7×105 J=1.1×106 J.
答:动力F做的总功为1.1×106 J.
功率(6年2考,2025、2024年考)
意义 表示①
定义 在物理学中,把② 与③ 之比叫作功率
公式 P=④ . 公式变形:W=⑤ ,t=⑥
若物体在力F的作用下以速度v做匀速运动,由W=Fs得,P=
==Fv
单位 基本单位:⑦ ,符号是⑧ ;工程技术上还常用
⑨ ,符号是⑩
单位的换算关系:1 kW= W, 1 W=1 J/s
做功的快慢
功
做功所用时间
Pt
瓦特
W
千瓦
kW
103
特别提醒
公式P=与P=Fv的区别:(1)定义式P=适用于所有情况.注
意:W、t是指同一个力做的功与其做功所用的时间,计算时单位要统
一.(2)推导式P=Fv仅适用于匀速直线运动时计算力的功率.利用公式
P=Fv计算时要注意:F、v必须在同一方向上;v是F的作用点的速度大
小(后面滑轮组中有涉及);v的单位是m/s.
4.生活物理在某老旧小区的改造工地上,工人用起重机将重为
1.2×104 N的施工材料在竖直方向匀速吊上6 m高的工作台,用时10 s,
则施工材料上升的速度为 m/s,起重机对施工材料做的功
为 J,起重机对施工材料做功的功率为 W.
0.6
7.2×104
7.2×103
5.新情境新能源汽车因节能、环保等优点深受广大家庭的喜
爱.小明爸爸驾驶电动汽车在平直公路上以72 km/h 的速度匀速行驶,
已知该车的总质量为1.6×103 kg,行驶中阻力为车重的0.05倍,此过程
中该车牵引力为 N,牵引力做功的功率为 W. 保
持发动机功率不变,行驶10 min,牵引力做的功为 J. (g
取10 N/kg)
800
1.6×104
9.6×106
6.(2025·苏州)叉车常用于货物的转运,如图所示.叉车在10 s内将
质量为300 kg的货箱匀速竖直提升3 m,g取10 N/kg,求此过程中:
(1)货箱的速度;
解:货箱的速度v===0.3 m/s
(2)叉车对货箱所做的功;
解:叉车对货箱所做的功W=Gh=mgh=300 kg×10 N/kg×3 m=9
000 J
6.(2025·苏州)叉车常用于货物的转运,如图所示.叉车在10 s内将
质量为300 kg的货箱匀速竖直提升3 m,g取10 N/kg,求此过程中:
(3)叉车对货箱所做功的功率.
解:叉车对货箱所做功的功率P===900 W.
6.(2025·苏州)叉车常用于货物的转运,如图所示.叉车在10 s内将
质量为300 kg的货箱匀速竖直提升3 m,g取10 N/kg,求此过程中:
答:(1)货箱的速度为0.3 m/s;
(2)叉车对货箱所做的功为9 000 J;
(3)叉车对货箱所做功的功率为900 W.
功和功率的大小比较(知识拓展)
7. (2024·连云港)如图所示,一个人先后两次用同样的时间、同样
大小的力,将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离.该
力在此过程中所做功的大小分别为W1、W2,功率的大小分别为P1、
P2,关于它们之间的大小关系,下列说法正确的是( C )
A. W1B. W1>W2,P1>P2
C. W1=W2,P1=P2
D. W1P2
C
8.生活物理妈妈与小明进行爬山比赛,他们选择的起点、路径和
终点都相同,全程设为匀速运动,妈妈的体重是小明的2倍,妈妈所用
的时间是小明的3倍,若妈妈克服重力做功为W1、功率为P1,小明克服
自身重力做功为W2、功率为P2,则下列关系正确的是( D )
A. W1∶W2=1∶1 B. W1∶W2=2∶3
C. P1∶P2=1∶1 D. P1∶P2=2∶3
D
1. 用起重机将质量为5 t的大石头匀速提升10 m,随后再以1 m/s的
速度匀速平移5 m.提升过程中起重机对大石头做的功为 J,
匀速平移过程中起重机对大石头做的功为 J. 若大石头上升的速
度为0.5 m/s,则上升过程中起重机对大石头做功的功率
为 W. (g取10 N/kg)
5×105
0
2.5×104
2.如图所示,小明用力搬地面上的石头,但石头纹丝不动,此过
程小明对石头 (选填“做”或“不做”)功.小丽用150 N的水
平推力推重为500 N的小车,使小车以1 m/s的速度在水平地面上向右匀
速前进了10 s.这段时间内,小丽对小车做的功为 J,做功的
功率为 W. 撤去推力,小车仍然能继续向前运动一段距离,此
过程小丽对小车 (选填“做”或“不做”)功.
不做
1 500
150
不做
1. 如图所示,物体A、B、C的质量mA>mB>mC,在同样大小的力
F的作用下,三个物体都沿力的方向移动了距离s,比较力F对三个物体
所做的功,下列说法正确的是( D )
A. 对甲做功多
B. 对乙做功多
C. 对丙做功多
D. 对三者做功一样多
D
2.两辆拖拉机同时搬运货物,它们做功之比为5∶4,所用时间之
比为3∶2,则这两辆拖拉机做功的功率之比为( C )
A. 5∶4 B. 3∶2 C. 5∶6 D. 6∶5
3. 重60 N的物体在20 N的水平推力作用下沿水平路面前进了4
m,推力对物体做功是 J,重力对物体做功是 J. 当撤去推
力后,该物体由于惯性又前进了0.5 m,在这个过程中推力对物体做的
功是 J.
C
80
0
0
4.跨体育身高1.8 m的甲运动员和身高1.6 m的乙运动员,在举重训
练中用相同时间把同样重的杠铃从地面上举起,如图所示.他们对杠铃
所做的功分别为W甲和W乙,功率分别为P甲和P乙,则W甲 W乙,P
甲 P乙.(均选填“>”“<”或“=”)
>
>
5.(2024·广东节选)2024年4月30日,神舟十七号载人飞船返回舱成
功着陆.若返回舱质量为3×103 kg,在着陆过程中,从距地面1 m高处
竖直向下落地,用时0.4 s.求返回舱在这段时间内重力做的功.(g=10
N/kg)
解:W=Gh=mgh=3×103 kg×10 N/kg×1 m=3×104 J.
答:返回舱在这段时间内重力做的功为3×104 J.
6.在某次救援行动中,我国的卫星和自主研发的运-20运输机(如图
所示)发挥了至关重要的作用.卫星提供了精准的定位和信息支持,而
运-20则承担了重型装备和人员的快速运输任务,二者共同为救援行动
提供了强有力的保障.(g取10 N/kg)
(1)求运-20以720 km/h的速度飞行1.5 h,能飞行多少千米?
解:运-20以720 km/h的速度飞行1.5 h,能飞行的距离s=vt=720
km/h×1.5 h=1 080 km
(2)若飞机及所有物资总重达150 t,与地面的总接触面积约为1.5
m2,则飞机静止在水平地面上时对地面的压强是多大?
解:若飞机及所有物资总重达150 t,即1.5×105 kg,总重力G=mg
=1.5×105 kg×10 N/kg=1.5×106 N
飞机静止在水平地面上时对地面的压力F=G=1.5×106 N
由压强公式p=可得,飞机静止在水平地面上时对地面的压强p=
==1×106 Pa
(3)若运-20在空中以720 km/h的速度水平匀速直线飞行时所受阻力
为1.6×105 N,求此过程中发动机的功率.
解:运-20水平匀速直线飞行时,发动机提供的牵引力大小等于所
受阻力大小,即F牵=f=1.6×105 N
运-20在空中的速度v=720 km/h=200 m/s
由功率的推导式P=Fv可得,此过程中发动机的功率P=F牵v=
1.6×105 N×200 m/s=3.2×107 W.
答:(1)能飞行1 080 km;
(2)飞机静止在水平地面上时对地面的压强是1×106 Pa;
(3)此过程中发动机的功率为3.2×107 W.
7. (2024·乐山)如图所示,某次比赛中,运动员推着冰壶从A点运
动6 m到达B点时轻轻松手,随后冰壶沿冰道运动30 m停在O点.若运动
员对冰壶的水平推力为9 N,冰壶运动过程中受到水平方向的阻力大小
恒定为1.5 N. 从A点到O点冰壶沿直线运动,此过程中( C )
A. 推力对冰壶做功为270 J
B. 推力对冰壶做功为324 J
C. 冰壶克服阻力做功为54 J
D. 冰壶克服阻力做功为45 J
C
8.跨数学如图甲所示,张华用水平推力F推置于水平地面上的木
箱,在此过程中,推力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示,木箱运
动速度v的大小随时间t变化的情况如图丙所示,则1~3 s木箱做
(选填“匀速”或“变速”)运动;t=2 s时,木箱受到的摩擦力
是 N,3~5 s推力对木箱做的功是 J.
变
速
200
400