第33课时 功和功率

第33课时功和功率1．功(理解) (1)做功的两个必要条件：作用在物体上的力和物体在力的方向上通过一段________。 (2)公式：__________。 (3)单位：________，1J＝1N·m。 【注意】

(1)必须注意作用在物体上的力和物体通过距离的方向是否一致。 (2)做功的多少与物体是否做匀速直线运动无关。距离W＝Fs焦(J)2．功率(掌握) (1)含义：物体在____________内所做的功。 (2)公式：__________。 (3)单位：_________，1W＝1J/s。 【注意】

(1)功率是表示物体做功快慢的物理量，不表示做功的多少，功率越大，做功越快，并不表示做功越多。 (2)在进行有关功率的计算时要注意单位的统一。单位时间P＝W/t瓦(W)3．简单机械(了解) (1)杠杆

①五要素：支点、动力(F1)、动力臂(l1)、阻力(F2)、阻力臂(l2)；

②平衡条件：____________；

③分类：省力杠杆：________；费力杠杆：________；等臂杠杆：________。 (2)滑轮

①定滑轮：能改变____________，不能________。实质是________杠杆；F1l1＝F2l2l1>l2l1<l2l1＝l2力的方向省力等臂②动滑轮：能________，不能________________。实质是动力臂是阻力臂二倍的________杠杆；③滑轮组：既能省力又可以改变力的方向。拉力的大小由承担总重的绳子________决定。(3)斜面【注意】使用机械有的可以省力，有的可以省距离，但使用任何机械都不能省功。省力改变力的方向省力段数类型之一理解滑轮与滑轮组的作用

[2015·河南]如图所示为小聪为拉船靠岸而设计的甲、乙两种方案，若拉船的力需要很大，则应选用______方案(选填“甲”或“乙”)，因为采用这种方案可以________。(不计机械的自重及摩擦)图33－1甲省力【解析】甲的拉力是作用在船上的拉力的一半，而乙的拉力是作用在船上的拉力的二倍。[2016·宁波]如图，用5N的力F向下拉绳子，使物体在6s内匀速上升0.3m。这一过程中 (

)A．物体上升速度为0.1m/sB．拉力所做的功为1.5JC．拉力做功的功率为0.5WD．物体的机械能守恒C图33－2【预测变形】如图所示，用三种方法拉动同一物体在相同的水平地面上做匀速直线运动，使物体以相等速度移动相同的距离。所用拉力分别是F1、F2、F3，这三个力的作用点移动距离分别是s1、s2、s3，移动速度分别为v1、v

2、v3，不计滑轮摩擦，则 (

)

图33－3BA．F1∶F2∶F3＝2∶1∶4

s1∶s2∶s3＝2∶1∶4B．F1∶F2∶F3＝2∶1∶4

s1∶s2∶s3＝2∶4∶1C．F1∶F2∶F3＝2∶4∶1

v1∶v2∶v3＝2∶1∶4D．F1∶F2∶F3＝2∶4∶1

v1∶v2∶v3＝2∶4∶1【解析】甲是定滑轮，绳子的拉力等于作用在物体上的摩擦力；乙是动滑轮，绳子的拉力等于1/2的作用在物体上的摩擦力；丙是动滑轮，但绳子的拉力等于2倍的作用在物体上的摩擦力。同一物体在同一水平面上做匀速直线运动时，所受的摩擦力大小相等。【点悟】定滑轮的实质是等臂杠杆，支点在圆心；动滑轮的实质是省力杠杆，支点在绳子与滑轮的切点。类型之二理解杠杆平衡条件

[2016·钦州]某学习小组进行“探究杠杆的平衡条件”实验。

图33－4 (1)实验前，发现杠杆左高右低，这时应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节，使杠杆在水平位置平衡。 (2)调节杠杆平衡后，在不同的位置挂不同数量的钩码，使杠杆重新平衡，得到如表中的实验数据：左分析实验数据得到两种结论：①F1＋l1＝F2＋l2；②F1l1＝F2l2。你认为正确的是第______(选填“①”或“②”)种结论，实验4中的阻力臂是______cm。次数动力F1(N)动力臂l1(cm)阻力F2(N)阻力臂l2(cm)165562510105341561042208②5(3)如图甲所示，在杠杆的左端20cm处挂2个50g的钩码，而在杠杆的右端10cm处用弹簧测力计竖直往下拉，使杠杆在水平位置平衡，这时测力计的读数F＝______N；如果测力计沿图中虚线方向向下拉，使杠杆在水平位置平衡，则测力计读数F′______F(选填“＞”“＜”或“＝”)，g取10N/kg。(4)杠杆在图乙的水平位置平衡后，用手使杠杆缓慢地转过一个角度(如图丙)后松手，杠杆______(选填“能”或“不能”)保持静止。2＞能[2016·宿迁]小明在“探究杠杆的平衡条件”实验中，所用的器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。图33－5(1)实验前，将杠杆中点置于支架上，调节平衡螺母，使杠杆水平平衡；实验中，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是便于在杠杆上直接测量________。(2)实验过程中，将钩码悬挂于图中A点，保持阻力、阻力臂不变，在支点O右侧不同位置，用弹簧测力计施加竖直向下的拉力(动力)，使杠杆水平平衡，测出每一组动力臂l1和对应的动力F1，并记录在表中。请根据表中数据，在坐标系中绘制出l1与F1的图像，根据图像中实验数据可知，当l1为0.6m时，F1为_______N。力臂0.5次数动力F1(N)动力臂l1(m)10.750.4021.000.3031.500.2042.000.1553.000.10【答案】（2）如答图所示。

变式跟进(2)答图(3)实验中小明发现，保持杠杆处于水平平衡，当弹簧测力计的拉力方向偏离竖直方向时，弹簧测力计的拉力会变大，原因是_________________。【点悟】杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，动力臂、阻力臂分别是支点到动力作用线、阻力作用线的垂线距离。拉力的力臂变小类型之三掌握功和功率的分析与计算

[2016·绍兴]重15000N的小汽车受到发动机800N的牵引力作用，在水平地面上做匀速直线运动，其路程随时间变化如图所示。求：图33－6(1)小汽车速度。(2)10s内重力对小汽车做的功。(3)10s内发动机对小汽车做的功和发动机的功率。如图甲所示，用弹簧测力计测量水平桌面上的钩码所受的重力。弹簧测力计从图示位置开始向上缓慢提升，其示数F与上升的高度h之间的关系如图乙所示。试解答下列问题。图33－7(1)钩码所受的重力为______N。(2)当h＝4cm时，弹簧测力计的示数是______N，桌面对钩码的支持力是______N。(3)从开始提升到h＝16cm，弹簧测力计对钩码所做的功是多少？【答案】(3)0.45J【解析】(2)钩码离开桌面后弹簧测力计示数不再变化，钩码的重力是4.5N；弹簧伸长长度与受到拉力成正比，根据图像可知每增大1N弹簧伸长0.75cm。当h＝4cm时，弹簧测力计的示数是3.0N。支持力等于4.5N－3.0N＝1.5N。(3)W＝Gh＝4.5N×(0.16－0.06)m＝0.45J。4.53.01.5【点悟】三种情况不做功：一是有力无距离(如推而未动)，二是有距离无力(靠惯性运动)，三是力的方向与运动方向垂直。

力臂变化与动力变化分析不合理致错如图所示，一轻质杠杆支在支架上，OA＝20cm，G1为边长是5cm的正方体，G2重为20N。当OC＝10cm时，绳子的拉力为________N，此时G1对地面的压强为2×104Pa。现用一水平拉力，使G2以________cm/s的速度向右匀速运动，经过12.5s后，可使G1对地面的压力恰好为0N。【错解】50

4.8图33－8【错因分析】分析G2在C点时的力臂与G2移动后的力臂时没有结合杠杆平衡条件致错。G2在C点时，由杠杆平衡条件得：FA×OA＝G2×OC，即FA×20cm＝20N×10cm，解得：FA＝10N；物体与地面的接触面积：S＝5cm×5cm＝25cm2＝0.0025m2，由压强公式：p＝F/S可知：物体G1对地面的压力：F＝pS＝2×104Pa×0.0025m2＝50N，地面对物体的支持力：F′＝F＝50N，G1受竖直向下的重力G1、地面的支持力F′、绳子的拉力FA作用，物体静止，处于平衡状态，由平衡条件得：G1＝FA＋F′＝10N＋50N＝60N；当G1对地面的压力为0N时，杠杆在A点受到的拉力：FA′＝G1＝60N，设G2位于D点，FA′×OA＝G2×OD，即60N×20cm＝20N×OD，解得：OD＝60cm，物体G2向右运动的路程：s＝OD－OC＝60cm－10cm＝50cm，物体G2的速度：v＝s/t＝50cm/12.5s＝4cm/s。【正解】10

41．[2015·安徽]如图所示，AB为能绕B点转动的轻质杠杆，中点C处用细线悬挂一重物，在A端施加一个竖直向上大小为10N的拉力F，使杠杆在水平位置保持平衡，则物重G＝______N。若保持拉力方向不变，

将A端缓慢向上提升一小段距离，

在提升的过程中，拉力F将________