2012年高中物理学业水平测试课件专题十一功和功率

(共25张PPT)
主题 内容 要求
功与功率 功的概念、计算公式
功率的概念、计算公式 Ⅱ
Ⅱ
一、理解功的概念
1．定义：一个物体受到力的作用，如果在力的方向上发生了一段位移，这个力就对物体做了功．
2．做功的两个必要因素：力和物体在力的方向上发生的位移．
注意：功是一个过程量，功是描述力对空间积累效果的物理量．
3．功的公式：W＝Fscos α.(α为F与s的夹角)
4．功是标量，没有方向但有正负
(1)当0≤α<90°时，W>0，力对物体做正功；
(2)当90°<α≤180°时，W<0，力对物体做负功，也称为物体克服这个力做了功．
(3)α＝90°时，W＝0，力对物体不做功．
还可以根据力F与速度v的关系判断做功与否，若F始终与v垂直，则F不做功．
5．功的计算
(1)恒力的功，直接利用W＝Fscos α来计算，变力的功可用动能定理或功能关系计算。
(2)求总功的两种基本方法：其一是先求合力再求功，即：W合＝F合·scos α；其二是先求各力的功再求各力功的代数和，即：W合＝W1＋W2＋W3…….
5．机器不一定在额定功率下工作，机器正常工作时实际功率总是小于或等于额定功率，机器只能在短时间内实际功率略大于额定功率，但不允许也不能够长时间超过额定功率．
发动机的额定功率P额＝Fv反映机械的额定功率对机械的动力与速度的制约关系，这个制约关系在机器设计制造时就已确定了，所以当机器的功率达到额定功率时，要增大动力则必须减小速度．
(多选)关于功的正负，下列叙述中正确的是(　　)
A．正功表示功的方向与物体运动方向相同，负功为相反
B．正功表示功大于零，负功表示功小于零
C．正功表示力和位移两者之间夹角小于90°，负功表示力和位移两者之间夹角大于90°
D．正功表示做功的力为动力，负功表示做功的力为阻力
解析：功是标量，只有大小没有方向，但是功有正负，故A答案错误；根据功的计算公式W＝Fscosα可知C答案正确；正负功的含义则代表是动力还是阻力做功．
答案：CD
点评：要能根据功的计算公式理解正负功的条件和含义．
(单选Ⅰ)关于功率的概念，下列说法中正确的是(　　)
A．功率是描述力对物体做功多少的物理量
B．由P＝W/t可知，功率与时间成反比
C．由P＝Fv可知只要F不为零，v也不为零，那么功率P就一定不为零
D．某个力对物体做功越快，它的功率就一定大
解析：功率是描述物体做功快慢的物理量，A错；P＝W/t是一个定义式，做功的快慢与W和t无关，B错；当F与v 垂直时，尽管F与v不为零，但力F不做功，P为零，C错；显然答案为D.
答案：D
(单选Ⅱ)从空中以40 m/s的初速度平抛一个重为10 N的物体，物体在空中运动3 s落地，不计空气阻力，取g＝10 m/s2，则物体落地时的重力的瞬时功率为(　　)
A．400 W　　　　　　　　B．300 W
C．500 W D．700 W
解析：平抛运动在竖直方向为自由落体运动，所以vy＝gt＝3×10 m/s＝30 m/s.因此重力在3 s末的瞬时功率为：
P＝mgvcosα＝mgvy＝10×30 W＝300 W.
答案：B
点评：计算瞬时功率时一定要注意力的方向和速度方向是否相同，若不相同，则应该用力乘以力的方向的分速度．
(单选Ⅰ)(2010年江苏省学业水平测试)一辆汽车以额定功率行驶，下列说法中正确的是(　　)
A．汽车的速度越大，则牵引力越大
B．汽车的速度越小，则牵引力越大
C．汽车一定做匀加速运动
D．汽车一定做匀速运动
解析：由P＝F·v知：功率P一定时，v越大F越小，v增大时，a减小，直到a减为零时，物体做匀速运动．
答案：B
(单选Ⅱ)汽车在水平直线公路上行驶，额定功率为80 kW，汽车行驶过程中所受阻力恒为2.5×103 N，汽车质量为2000 kg.汽车在行驶过程中能达到的最大速度为(　　)
A．20 m/s B．30 m/s
C．32 m/s D．40 m/s
解析：汽车达到最大速度时，必然有a＝0，故汽车的牵引力F＝f＝2.5×103 N．由P＝F.v得汽车的最大速度v＝P/E＝8×104÷(2.5×103)m/s＝32 m/s
答案：C
1．(单选Ⅱ)某一物体在大小为F的恒定外力作用下运动，在时间t内的位移为s，若F与s方向相同，则F在这段时间内对物体做的功W是(　　)
A．W＝F/t　　　　　　　　B．W＝F/s
C．W＝Ft D．W＝Fs
解析：由功的定义W＝Fscos α可知，D对．
答案：D
2．(单选Ⅰ)(2010年佛山模拟)在平直公路上行驶的汽车，假设汽车的输出功率和所受的阻力都保持不变，在汽车从静止开始运动到速度恒定的过程中，下列说法正确的是(　　)
A．汽车牵引力将减小到零
B．汽车牵引力将减小到某一值后保持不变
C．汽车加速度不变
D．汽车速度将减小到某一值后保持不变(a≠0)
解析：由P＝Fv可知，P恒定，汽车由静止加速，v↑ F↓；当a减小到零时，汽车速度达最大，后以该速度匀速运动 ，此时牵引力F＝f不变，故选B.
答案：B
3．(单选Ⅰ)(2010年江苏学业水平测试)某人用5 N 的水平推力将自行车沿力的方向推行5 m，在此过程中，推力所做的功为(　　)
A．50 J B．25 J
C．10 J D．5 J
解析：由W＝Fscos α知，W＝5×5×cos 0 °J＝25 J，选B.
答案：B
4．(单选Ⅰ)(2010年广东学业水平测试)做竖直上抛运动的物体，重力对物体做功的情况是(　　)
A．上升过程做正功
B．上升过程不做功
C．下落过程做正功
D．下落过程不做功
解析：由W＝Fscos α知，上升过程W上＝Gs·cos 180 °＝－Gs；下降过程，W下＝Gs·cos 0°＝Gs，故选C.
答案：C
5．(单选Ⅰ)(2010年天津学业水平测试)质量为0.2 kg的小球做自由落体运动，在其下落过程中，第1 s末重力做功的瞬时功率为(g取10 m/s2)(　　)
A．10 W B．15 W
C．20 W D．25 W
解析：1 s末物体的速度vt＝gt＝10 m/s，故第1 s末的瞬时功率P＝mgv＝0.2×10×10 W＝20 W，故选C.
答案：C
一、单项选择题(Ⅰ)(1－10)
1．关于功的概念，以下说法中正确的是(　　)
A．位移大的物体，力对物体做功一定多
B．受力大的物体，力对物体做功一定多
C．受力大，位移也大的物体，该力对物体做功一定多
D．力跟位移垂直时，该力不做功
解析：由功的定义可知，W＝Fscos α，W与F、s、α三者均有关系；当α＝90 °时，W＝0，故选D.
答案：D
二、单项选择题(Ⅱ)(11－16)
11．如右图所示，人站在电动扶梯的水平台阶上，假定人与扶梯一起沿斜面加速上升，在这个过程中，人脚所受的静摩擦力(　　)
A．等于零，对人不做功
B．水平向左，对人做负功
C．水平向右，对人做正功
D．沿斜面向上，对人做正功
解析：根据电动扶梯的运动情况，可以确定人所受的静摩擦力的方向水平向右，而人在随电动扶梯运动时，在水平方向上发生了位移，因此，静摩擦力对人做正功，故选C.
答案：C
三、多项选择题(17－20)
17．站在自动扶梯上的人，随扶梯匀速向上运动，则下述说法中正确的是(　　)
A．重力对人做负功
B．支持力对人做正功
C．摩擦力对人做正功
D．合力对人做的功等于零
解析：人随扶梯向上运动，人处于平衡状态，故受到竖直向上的支持力和竖直向下的重力两个力作用，支持力对人做正功，重力对人做负功，合外力为零，合外力做功也为零，故选ABD.
答案：ABD