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功和功率高中
课题:
功和功率
任课教师:
教学
目标
1、理解功率的概念
2、把同一直线和不是同一直线力的瞬时功率区分开
重点
难点
1把同一直线和不是同一直线力的瞬时功率区分开
2、把功率应用于生活
教
学
内
容
例1以恒力F推一物体,使它在粗糙水平面上沿力的方向滑行一段距离,力F所做的功是W1,平均功率是P1。
若以相同的力F推动该物体,使它在光滑水平面上滑行相同的距离,此时力F所做的功是W2,平均功率是P2。
则()
A、W1>W2,P1
C、W1=W2,P1=P2D、W1=W2,P1 四、机车两种启动问题研究 1、运动模型 F---牵引力,f---阻力 在额定功率下启动 P=FvF-f=ma,P/v–f=ma 额定功率P恒定,速度v增大┅ 一、选择题(每小题5分,共40分) 1.用力将重物竖直提起,先是从静止开始匀加速上升,紧接着匀速上升.如果前后 两过程的运动时间相同,不计空气阻力,则() A.加速过程中拉力的功一定比匀速过程中拉力的功大 B.匀速过程中拉力的功比加速过程中拉力的功大 C.两过程中拉力的功一样大 D.上述三种情况都有可能 2.如图1,分别用力F1、F2、F3将质量为m的物体由静止沿同一光滑斜面以相同的 加速度从斜面底端拉到斜面的顶端,在此过程中,F1、F2、F3做功的功率大小关系是() 图1 A.P1=P2=P3B.P1>P2=P3C.P3>P2>P1D.P1>P2>P3 图2 3.如图2,小物块A位于光滑的斜面上,斜面位于光滑的水平面上,从地面上看,在小物块沿斜面下滑的过程中,斜面对小物块的作用力() A.垂直于接触面,做功为零 B.垂直于接触面,做功不为零 C.不垂直于斜面,做功为零 D.不垂直于接触面,做功不为零 4.如图3所示,木块A放在木块B的左上端,用恒力F拉至B的右端,第一次将B固定在地面上,F做的功为W1;第二次让B可以在光滑地面上自由滑动,F做的功为W2,比较两次做功,可能是() A.W1<W2B.W1=W2 C.W1>W2D.无法比较 5.一根木棒沿水平桌面从A运动到B,如图4所示,若棒与桌面间的摩擦力为F,则棒对桌面的摩擦力和桌面对棒的摩擦力做的功各为() A.-Fs,-FsB.Fs,-FsC.0,-FsD.-Fs,0 图4 图3 图5 6.如图5所示,质量为m的物块,始终固定在倾角为α的斜面上,下面说法中正确的是() ①若斜面向左匀速移动距离s,斜面对物块没有做功 ②若斜面向上匀速移动距离s,斜面对物块做功mgs ③若斜面向左以加速度a移动距离s,斜面对物块做功mas ④若斜面向下以加速度a移动距离s,斜面对物块做功m(g+a)s A.①②③B.②④C.②③④D.①③④ 图6 7.一木块前端有一滑轮,绳的一端系在右方固定处,另一端穿过滑轮用恒力F拉住保持两股绳之间的夹角θ不变,如图6所示. 当用力拉绳使木块前进s时,力F对木块做 的功(不计绳重和摩擦)是() A.FscosθB.Fs(1+cosθ) C.2FscosθD.2Fs 8.一辆汽车沿一略微倾斜的坡路运动,若保持发动机的功率不变,它能以v1的速度匀速上坡,能以v2的速度匀速下坡,则它在相同粗糙程度的水平路面上匀速运动的最大速度为() A. B.(v1+v2)/2C.2v1v2/(v1+v2)D.v1v2/(v1-v2) 三、计算题(共68分) 12.(12分)如图7所示,物体由静止开始沿倾角为θ的光滑斜面下滑,m、H已知,求: (1)物体滑到底端过程时重力的平均功率。 (2)物体滑到斜面底端时重力的功率。 13.(12分)质量m=1t的小汽车,以额定功率行驶在平直公路上的最大速度是vm1=12m/s,开上每前进20m升高1m的山坡时最大速度是vm2=8m/s.如果这两种情况中车所受到的摩擦力相等,求: (1)摩擦阻力. (2)汽车发动机的功率. (3)车沿原山坡下行时的最大速度vm3.(g取10m/s2) 14.(14分)如图8所示,用恒力F通过光滑的定滑轮,将静止于水平面上的物体从位置A拉到位置B,物体可视为质点,定滑轮距水平面高为h,物体在位置A、B时,细绳与水平面的夹角分别为α和β,求绳的拉力F对物体做的功。 15.(15分)汽车的质量为2000kg,汽车发动机的额定功率为80kW,它在平直的公路上行驶时所受的阻力是4000N,试求: ⑴汽车保持额定功率从静止启动后达到的最大速度是多少? ⑵若汽车以2m/s2的加速度做匀加速直线运动,可维持多长时间? ⑶若汽车达到最大速度后,突然阻力变为原来的两倍,将做什么运动? 16.(15分)铁路提速,要解决许多技术问题.通常,列车阻力与速度平方成正比,即Ff=kv2.列车要跑得快,必须用大功率的机车来牵引. (1)试计算列车分别以120km/h和40km/h的速度匀速行驶时,机车功率大小的比值(提示: 物理学中重要的公式有F=ma,W=Fs,P=Fv,s=v0t+ at2). (2)除上题涉及的问题外,还有许多其他技术问题需要解决.例如: 为了减少列车在高速行驶中的振动,需要把原先的有接缝轨道改为无接缝轨道.请你再举一例,并简要说明. 提高题 一、选择题 1、如图1所示,用力拉一质量为m的物体,使它沿水平匀速移动距离s,若物体和地面间的摩擦因数为μ,则此力对物体做的功为() A.μmgs B.μmgs/(cosα+μsinα) C.μmgs/(cosα-μsinα) D.μmgscosα/(cosα+μsinα) 2、如图2所示,质量为m的物块始终固定在倾角为θ的斜面上,下列说法中正确的是() A.若斜面向右匀速移动距离s,斜面对物块没有做功 B.若斜面向上匀速移动距离s,斜面对物块做功mgs C.若斜面向左以加速度a移动距离s,斜面对物块做功mas D.若斜面向下以加速度a移动距离s,斜面对物块做功m(g+a)s 3、从空中以40m/s的初速平抛一个重力为10N的物体,物体在空中运动3s落地,不计空气阻力,取g=10m/s2,则物体落地时重力的即时功率为( ) A.400WB.300WC.500WD.700W 4、如图3所示,质量为m的物体P放在光滑的倾角为θ的直角劈上,同时用力F向右推劈,使P与劈保持相对静止,在前进的水平位移为s的过程中,劈对P做的功为( ) A.F·sB.mgsinθ·s/2 C.mgcosθ·sD.mgtanθ·s 5、质量为m的汽车发动机的功率恒为P,摩擦阻力恒为f,牵引力为F.汽车由静止开始,经过时间t行驶了位移s时,速度达到最大值vm,则发动机所做的功为( ) A.Pt B.fvmt C. +fsD. E.Fs 二、填空题 6、如图4所示,木板质量为M,长为L,放在光滑水平面上,一细绳通过定滑轮将木板与质量为m的小木块相连,M与m之间的动摩擦因数为,现用水平向右的力F将小木块从木板的最左端拉到最右端,拉力至少要做的功是______. 图4 7、如图5所示,人拉着细绳的一端由A走到B,使质量为m的物体匀速上升。 已知A、B两点间的水平距离为s,细线与水平方向的夹角已在图中标出,不计滑轮的摩擦,人的拉力所做的功______. 8、用水平拉力拉着滑块沿半径为r的水平圆轨道匀速运动一周,已知滑块的质量为m,滑块与轨道间的动摩擦因数为μ。 此过程中拉力所做的功______. 三、计算题 9、在一段平直公路上,一辆质量m=10t的卡车速度从 均匀增加到 ,经过的时间t=50s,如果车在运动时受到的阻力为车重力的k倍,k=0.05,求: (1)发动机的平均功率。 (2)在这段路程的时间中点和位移中点发动机的瞬时功率。 ( ) 10、如图6所示,在倾角为θ的斜面上有一质量为m的物体,一直与斜面保持相对静止.求: (1)若物体随斜面水平匀速移动了位s,则斜面对物体做了多少功? (2)若物体随斜面以加速度a移动了位移s,则斜面对物体做了多少功? 11、将一质量为m=10kg的物体,自水平地面由静止开始用一竖直向上的拉力F将其以a=0.5m/s2的加速度向上拉起.求: (1)在向上拉动的10s内,拉力F做功的功率; (2)上拉至10s末,拉力的功率. 12.在光滑的水平面上放着物体A和小车B,如图7所示,小车长L=2m,M=4kg,A的质量m=1kg,μAB=0.2,加在小车上的力 (1)F=5N, (2)F=12N,求在这两种情况下,在2s时间内F对车做功是多少? 摩擦力对A做功多少? (g取10m/s2) 课堂 检测 听课及知识掌握情况反馈___________________ 测试题_______道.成绩_______;教学需: 加快□;保持□;放慢□;增加内容□ 课后 巩固 作业_____题;巩固复习____________________;预习布置_____________________ 赏识 评价 老师最欣赏的地方: 老师想知道的事情: 老师的建议:
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