2017_2018學(xué)年高中物理第3章動(dòng)能的變化與機(jī)械功課件(打包6套)滬科版.zip
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第3章 習(xí)題課功與功率 學(xué)習(xí)目標(biāo)1 熟練掌握恒力做功的計(jì)算方法 2 能夠分析摩擦力做功的情況 并會(huì)計(jì)算一對(duì)摩擦力對(duì)兩物體所做的功 3 能區(qū)分平均功率和瞬時(shí)功率 內(nèi)容索引 重點(diǎn)知識(shí)探究 當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測(cè) 重點(diǎn)知識(shí)探究 一 功的計(jì)算 1 恒力的功功的公式W Fscos 只適用于恒力做功 即F為恒力 s是物體相對(duì)地面的位移 流程圖如下 2 變力做功的計(jì)算 1 將變力做功轉(zhuǎn)化為恒力做功 在曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)或有往復(fù)的運(yùn)動(dòng)中 當(dāng)力的大小不變 而方向始終與運(yùn)動(dòng)方向相同或相反時(shí) 這類(lèi)力的功等于力和路程的乘積 力F與v同向時(shí)做正功 力F與v反向時(shí)做負(fù)功 2 當(dāng)變力做功的功率P一定時(shí) 如機(jī)車(chē)恒定功率啟動(dòng) 可用W Pt求功 4 用F s圖像求功若已知F s圖像 則圖像與s軸所圍的面積表示功 如圖1所示 在位移s0內(nèi)力F做的功W 圖1 例1一物體在運(yùn)動(dòng)中受水平拉力F的作用 已知F隨運(yùn)動(dòng)距離x的變化情況如圖2所示 則在這個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中F做的功為圖2A 4JB 18JC 20JD 22J 答案 解析 解析方法一由圖可知F在整個(gè)過(guò)程中做功分為三個(gè)小過(guò)程 分別做功為W1 2 2J 4J W2 1 2J 2JW3 4 4J 16J 所以W W1 W2 W3 4J 2 J 16J 18J 方法二F x圖像中圖線(xiàn)與x軸所圍成的面積表示做功的多少 x軸上方為正功 下方為負(fù)功 總功取三部分的代數(shù)和 即 2 2 2 1 4 4 J 18J B正確 例2在水平面上 有一彎曲的槽道AB 由半徑分別為和R的兩個(gè)半圓構(gòu)成 如圖3所示 現(xiàn)用大小恒為F的拉力將一光滑小球從A點(diǎn)拉至B點(diǎn) 若拉力F的方向時(shí)時(shí)刻刻均與小球運(yùn)動(dòng)方向一致 則此過(guò)程中拉力所做的功為圖3A 零B FRC FRD 2 FR 答案 解析 解析小球受到的拉力F在整個(gè)過(guò)程中大小不變 方向時(shí)刻變化 是變力 但是 如果把圓周分成無(wú)數(shù)微小的弧段 每一小段可近似看成直線(xiàn) 拉力F在每一小段上方向不變 每一小段上可用恒力做功的公式計(jì)算 然后將各段做功累加起來(lái) 設(shè)每一小段的長(zhǎng)度分別為l1 l2 l3 ln 拉力在每一段上做的功W1 Fl1 W2 Fl2 Wn Fln 拉力在整個(gè)過(guò)程中所做的功W W1 W2 Wn F l1 l2 ln 二 摩擦力做功的特點(diǎn)與計(jì)算 1 不論是靜摩擦力 還是滑動(dòng)摩擦力都既可能是動(dòng)力也可能是阻力 也可能與位移方向垂直 所以不論是靜摩擦力 還是滑動(dòng)摩擦力既可以對(duì)物體做正功 也可以對(duì)物體做負(fù)功 還可以對(duì)物體不做功 2 一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力等大反向但物體之間存在相對(duì)滑動(dòng) 即兩個(gè)物體的對(duì)地位移不相同 由W Fscos 可判斷一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力做功的總和不為零 3 一對(duì)相互作用的靜摩擦力等大反向且物體之間相對(duì)靜止 即兩個(gè)物體的對(duì)地位移相同 由W Fscos 可判斷一對(duì)相互作用的靜摩擦力做功的總和為零 例3質(zhì)量為M的木板放在光滑水平面上 如圖4所示 一個(gè)質(zhì)量為m的滑塊以某一速度沿木板表面從A點(diǎn)滑至B點(diǎn) 在木板上前進(jìn)了l 同時(shí)木板前進(jìn)了x 若滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 求摩擦力對(duì)滑塊 對(duì)木板所做的功各為多少 滑動(dòng)摩擦力對(duì)滑塊 木板做的總功為多少 圖4 答案 mg l x mgx mgl 答案 解析 解析由題圖可知 木板的位移為sM x時(shí) 滑塊的位移為sm l x m與M之間的滑動(dòng)摩擦力f mg 由公式W Fscos 可得 摩擦力對(duì)滑塊所做的功為Wm mgsmcos180 mg l x 負(fù)號(hào)表示做負(fù)功 摩擦力對(duì)木板所做的功為WM mgsM mgx 滑動(dòng)摩擦力做的總功為W Wm WM mg l x mgx mgl 三 功率的計(jì)算 1 P 一般用來(lái)計(jì)算平均功率 而P Fv一般用來(lái)計(jì)算瞬時(shí)功率 此時(shí)v為瞬時(shí)速度 但當(dāng)v為平均速度時(shí) 也可用來(lái)計(jì)算平均功率 2 應(yīng)用公式P Fv時(shí)需注意 1 F與v沿同一方向時(shí) P Fv 2 F與v方向有一夾角 時(shí) P Fvcos 例4如圖5所示 質(zhì)量為2kg的物體以10m s的初速度水平拋出 經(jīng)過(guò)2s落地 取g 10m s2 關(guān)于重力做功的功率 下列說(shuō)法正確的是A 下落過(guò)程中重力的平均功率是400WB 下落過(guò)程中重力的平均功率是100WC 落地前的瞬間重力的瞬時(shí)功率是400WD 落地前的瞬間重力的瞬時(shí)功率是200W 圖5 落地的豎直分速度為vy gt 20m s 所以落到地面前的瞬間重力的瞬時(shí)功率是P mgvy 400W 答案 解析 四 機(jī)車(chē)的兩種啟動(dòng)方式運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析 汽車(chē)兩種啟動(dòng)方式的過(guò)程分析與比較 注意 1 機(jī)車(chē)的輸出功率 P Fv 其中F為機(jī)車(chē)的牽引力 v為機(jī)車(chē)的瞬時(shí)速度 4 機(jī)車(chē)以恒定功率運(yùn)行時(shí) 牽引力的功W Pt 例5如圖6所示 為修建高層建筑常用的塔式起重機(jī) 在起重機(jī)將質(zhì)量m 5 103kg的重物豎直吊起的過(guò)程中 重物由靜止開(kāi)始向上做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 加速度a 0 2m s2 當(dāng)起重機(jī)輸出功率達(dá)到其允許的最大值時(shí) 保持該功率直到重物做vm 1 02m s的勻速運(yùn)動(dòng) 取g 10m s2 不計(jì)額外功 求 1 起重機(jī)允許的最大輸出功率 答案5 1 104W 答案 解析 圖6 解析設(shè)起重機(jī)允許的最大輸出功率為P0 重物達(dá)到最大速度時(shí)拉力F0等于重力 P0 F0vm F0 mg 代入數(shù)據(jù)得 P0 5 1 104W 2 重物做勻加速運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間和起重機(jī)在第2s末的輸出功率 解析勻加速運(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí) 起重機(jī)達(dá)到允許的最大輸出功率 設(shè)此時(shí)重物受到的拉力為F 速度為v1 勻加速運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間為t1 有 P0 Fv1 F mg ma v1 at1 代入數(shù)據(jù)得 t1 5s 第2s末 重物處于勻加速運(yùn)動(dòng)階段 設(shè)此時(shí)速度為v2 輸出功率為P v2 at P Fv2 得 P 2 04 104W 答案5s2 04 104W 解析 答案 當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測(cè) 1 功的計(jì)算 將一質(zhì)量為m的小球從地面豎直向上拋出 小球上升h后又落回地面 在整個(gè)過(guò)程中受到的空氣阻力大小始終為f 則關(guān)于這個(gè)過(guò)程中重力與空氣阻力所做的功 下列說(shuō)法正確的是A 重力做的功為2mgh 空氣阻力做的功為 2fhB 重力做的功為0 空氣阻力做的功也為0C 重力做的功為0 空氣阻力做的功為 2fhD 重力做的功為2mgh 空氣阻力做的功為0 1 2 3 4 答案 解析 5 1 2 3 4 5 解析重力是恒力 可以用公式W Fscos 直接計(jì)算 由于位移為零 所以重力做的功為零 空氣阻力在整個(gè)過(guò)程中方向發(fā)生了變化 不能直接用公式計(jì)算 可進(jìn)行分段計(jì)算 上升過(guò)程和下降過(guò)程空氣阻力做的功均為 fh 因此在整個(gè)過(guò)程中空氣阻力做的功為 2fh 故選項(xiàng)C正確 2 摩擦力做功的特點(diǎn) 如圖7所示 A B兩物體疊放在一起 A被不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩水平系于左墻上 B在拉力F作用下 向右勻速運(yùn)動(dòng) 在此過(guò)程中 A B間的摩擦力做功情況是A 對(duì)A B都做負(fù)功B 對(duì)A B都不做功C 對(duì)A不做功 對(duì)B做負(fù)功D 對(duì)A做正功 對(duì)B做負(fù)功 1 2 3 4 答案 5 圖7 3 功率的計(jì)算 如圖8所示是小孩滑滑梯的情景 假設(shè)滑梯是固定光滑斜面 傾角為30 小孩質(zhì)量為m 由靜止開(kāi)始沿滑梯下滑 滑行距離為s時(shí) 重力的瞬時(shí)功率為 圖8 答案 解析 1 2 3 4 5 4 機(jī)車(chē)啟動(dòng)問(wèn)題 多選 一輛質(zhì)量為m的轎車(chē) 在平直公路上運(yùn)行 啟動(dòng)階段轎車(chē)牽引力保持不變 而后以額定功率繼續(xù)行駛 經(jīng)過(guò)一定時(shí)間 其速度由零增大到最大值vm 若所受阻力恒為f 則關(guān)于轎車(chē)的速度v 加速度a 牽引力F 功率P的圖像正確的是 1 2 3 4 5 答案 解析 1 2 3 4 5 5 一種以氫氣為燃料的汽車(chē) 質(zhì)量為m 2 0 103kg 發(fā)動(dòng)機(jī)的額定輸出功率為80kW 行駛在平直公路上時(shí)所受阻力恒為車(chē)重的 若汽車(chē)從靜止開(kāi)始先勻加速啟動(dòng) 加速度的大小為a 1 0m s2 達(dá)到額定輸出功率后 汽車(chē)保持功率不變又加速行駛了800m 直到獲得最大速度后才勻速行駛 試求 g取10m s2 1 汽車(chē)的最大行駛速度 答案40m s 答案 解析 1 2 3 4 5 2 汽車(chē)勻加速啟動(dòng)階段結(jié)束時(shí)的速度大小 答案20m s 答案 解析 1 2 3 4 5 解析設(shè)汽車(chē)勻加速啟動(dòng)階段結(jié)束時(shí)的速度為v1 由F f ma 得F 4 103N 3 汽車(chē)從靜止到獲得最大行駛速度時(shí)阻力做的功 答案 2 106J 答案 解析 1 2 3 4 5 總位移s s1 s2 1000m 阻力做功W fs 2 106J
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編號(hào):4371096
類(lèi)型:共享資源
大?。?span id="kywiwiy4em" class="font-tahoma">9.76MB
格式:ZIP
上傳時(shí)間:2020-01-06
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2017_2018學(xué)年高中物理第3章動(dòng)能的變化與機(jī)械功課件(打包6套)滬科版.zip,2017,_2018,學(xué)年,高中物理,章動(dòng),變化,機(jī)械功,課件,打包,滬科版
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