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文档简介
第1节
功和功率第八章
机械能守恒定律1.初中时我们学过做功的两个因素是什么?(1)作用在物体上的力;(2)物体在力的方向上发生了位移。FF人推小车行走了一段位移人对小车做功。思考:如果物体运动的方向与力的方向不一致,例如马拉雪橇时拉力方向和雪橇运动方向间有一个角度。s这时应当怎样计算功呢?FαFα建立物理模型FαF2F1lFαFαWF1=F1·lWF2=F2·0位移方向上的力分解力求功建立物理模型Fll1l2αl1=lcosαl2=lsinαW1=Fl
1=FlcosαW2=0W=Flcosα力方向上发生的位移分解位移求功1.公式:W=Flcosα力对物体所做的功,等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积。2.国际单位:
焦耳(joule)简称:焦
——符号:J1J=1N×1m=1N·m3.功是标量,没有方向,但有正负。典例1
如图所示,质量分别为M和m的两物块A、B(均可视为质点,且M>m)分别在同样大小的恒力作用下,沿水平面由静止开始做直线运动,两力与水平面的夹角相同,两物块经过的位移相同。设此过程中F1对A做的功为W1,F2对B做的功为W2,则()A.无论水平面光滑与否,都有W1=W2B.若水平面光滑,则W1>W2C.若水平面粗糙,则W1>W2D.若水平面粗糙,则W1<W2A二、功的正负3、当90°<α≤180°时,力对物体做负功1、当α=90°时,
力对物体不做功W=02、
当0°≤α<90°时,
力对物体做正功二、功的正负负功的物理意义:正功的物理意义:表示该力是动力,促进物体运动;表示该力是阻力,阻碍物体运动。典例2
(2023·盐城市高一期中)图甲为一男士站立在倾斜履带式扶梯上匀速上楼,图乙为一女士站在台阶式自动扶梯上匀速上楼。关于两人所受的力做功情况,下列说法正确的是()A.图甲中支持力对男士不做功B.图甲中摩擦力对男士做负功C.图乙中支持力对女士不做功D.图乙中摩擦力对女士做负功三、新知讲解A三、外力的总功1.分别求出每个力所做的功,然后求出所有功的代数和。即:2.先求出物体所受的合力,然后再求出合力的功,即:W总=F合Lcosα1、物理意义:表示力对物体做功的快慢2、定义:功W与完成这些功所用的时间t的比值3、公式:比值定义法4、标量:表示做功的过程中能量转移或转化的快慢5、单位:N.m/sJ/sW(瓦特简称瓦)詹姆斯·瓦特JamesWatt,1736年1月—1819年8月英国发明家,第一次工业革命的重要人物。1776年制造出第一台有实用价值的蒸汽机。他开辟了人类利用能源新时代,使人类进入“蒸汽时代”。1KW=103W1KW是功率的单位,1KW·h呢?四、功率1、平均功率:描述一段时间内做功的平均快慢2、瞬时功率:表示在某一时刻做功的快慢计算的是平均功率,当t趋于0时才表示瞬时功率例:如图所示,一物块在拉力F的作用下,以速度v匀速向右运动,经过t时间通过的位移为s,求这段时间拉力F做功的功率。平均功率和瞬时功率额定功率和实际功率1.额定功率:是指机器正常工作时的最大输出功率,也就是机器铭牌上的标称值。2.实际功率:是指机器在工作中实际输出的功率。当F=F阻时,a=0
,v达到最大
保持vm匀速vF=vPa=mF-F阻↑→↓↑→→↓↓vm=F阻PF阻FF阻Fvmv—t图像加速阶段的图像匀速阶段的图像a减小的变加速运动匀速运动vm以恒定功率启动当F=F阻时,a=0
,v达到最大
保持vm匀速F=vP额a=mF-F阻↑→↓
v↑↓→→↓vm=F阻P额加速度逐渐减小的变加速直线运动匀速直线运动a=mF-F阻→→→→F→v↑P=Fv↑↑→当P=P额时,保持P额继续加速匀加速直线运动1.如图所示,小明用与水平方向成角θ的轻绳拉木箱,绳中张力为F,沿水平地面向右移动了一段距离L,已知木箱与地面间的动摩擦因数为μ,木箱质量为m,木箱受到的()A.支持力做功为B.重力做功为mgLC.拉力做功为FLD.滑动摩擦力做功为D2.质量为m的物体,静止在倾角为θ斜面上,斜面沿水平方向向右匀速移动了距离L,如图所示。已知斜面运动过程中物体相对斜面始终静止,重力加速度为g,则下列说法正确的是()A.合力对物体做功为零B.重力对物体做功为mgLtanθC.物体克服摩擦力做功为mgLsinθD.支持力对物体做功mgLsinθA3.一辆小汽车在水平路面上由静止启动,在前5s内做匀加速直线运动,5s末达到额定功率,之后保持额定功率运动,其v—t图象如图2所示.已知汽车的质量为m=2×103kg,汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍,则(
)A.汽车在前5s内的牵引力为4×103NB.汽车在前5s内的牵引力为6
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