精品中考物理小组课第10讲 力学终极问题功和功率.docx
- 文档编号:23845601
- 上传时间:2023-05-21
- 格式:DOCX
- 页数:31
- 大小:474.98KB
精品中考物理小组课第10讲 力学终极问题功和功率.docx
《精品中考物理小组课第10讲 力学终极问题功和功率.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《精品中考物理小组课第10讲 力学终极问题功和功率.docx(31页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
精品中考物理小组课第10讲力学终极问题功和功率
第10讲力学终极问题--功和功率
学习目标
1.认识功和功率
2.学会计算功和功率
3.明确功和能的关系
入门测
单选题
练习1.
(2019春∙侯马市期末)下图是四个小学生背着书包在水平路面的四种情形,其中对书包做功的是( )
A.
静止站立
B.
跳跃前行
C.
背着前行
D.
提着前行
【答案】B
【解析】
题干解析:
ACD.静止站立、背着前行、提着前行时,学生对书包有向上的力,但书包并没有向上移动距离,所以对书包没有做功,不符合题意。
$
跳跃前行时,学生对书包有向上的力,书包也向上移动距离,所以对书包做功,符合题意。
练习2.
(2019∙东莞市模拟)气功表演者躺在地上,胸部上面放上一块大石板,旁边的人抡起大锤子向胸部上面的石板砸去,石板被砸成碎块,石板下面的人却安然无恙。
关于这种现象,下列说法正确的是( )
A.锤子向石板砸去的过程中,重力对锤子没有做功
B.石板被砸成碎块的过程中,锤子没有受到石板的作用力
C.人安然无恙是由于胸部承受的压力小于石板承受的压力
D.石板被砸成碎块说明力可以改变物体的形状
【答案】D
【解析】
题干解析:
A、锤子向石板砸去的过程中,锤子受到重力竖直向下,距离的方向竖直向下;故重力对锤子做功;故A错误;
B、物体间力的作用是相互的。
石板被砸成碎块的过程中,锤子也受到石板的反作用力;故B错误;
C、胸部承受的压力等于石板承受的压力与石板的重力之和;人安然无恙的原因主要是因为人的受力面积大,压力的作用效果不明显;故C错误;
D、石板被砸成碎块说明力可以改变物体的形状;故D正确;
练习3.
(2019春∙包河区期末)小明用100N的力踢一个重为5N的足球,足球离脚后在水平草地上向前滚动了20m停下来。
下列说法正确的是( )
A.小明对足球做了2000J的功
B.在足球滚动的过程中,重力对足球做了100J的功
C.在足球滚动的过程中,没有力对足球做功
D.条件不足,无法计算小明踢足球时对足球所做的功
【答案】D
【解析】
题干解析:
在脚与球接触到球离开脚的过程中,脚对球有力的作用且球在该力的方向上通过了一段距离,故此过程中脚对球做了功,但不知道球在100N踢力的方向上通过的距离,所以无法计算脚对球所做的功;
球离脚后在水平草地上向前滚动了20m,是因为球具有惯性,脚对球没有力的作用,故此过程中脚对球没有做功;但足球在滚动过程中受到摩擦力的作用,也沿摩擦力方向移动了距离,所以在足球滚动的过程中,摩擦力对足球做功;
足球离脚后在水平草地上向前滚动,没有在重力的方向上移动距离,所以足球的重力没有做功;
综上可知,ABC错误,D正确。
情景导入
知识精讲
功的概念
知识讲解
功的定义与要素
1.内容:
如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,就说这个力对物体做了功。
2.做功的两个必要条件:
(1)作用在物体上的力;
(2)物体在这个力的方向上移动的距离。
例题精讲
功的概念
例1.
(2019∙长沙模拟)下列说法中正确的是( )
A.若要对物体做功,则一定要对物体施加力
B.物体移动的距离越多,做的功越多
C.对物体作用的力越大,做的功越多
D.有力对物体做功,物体一定做变速运动
【答案】A
【解析】
题干解析:
A、若要对物体做功,一是要对物体施加力,二是物体在力的方向上通过一定的距离,故A正确;
BC、对物体做功的大小,由对物体施加力的大小和在力的方向上移动的距离决定,只知道力的大小、距离的大小,不能确定功的大小,故BC错;
D、人拉着小车在水平路面上匀速运动,拉力对小车做功,故D错。
例2.
(2019春∙博白县期末)如图的生活实例中,力对物体做功的是( )
A.
小车在推力的作用下前进了一段距离,推力对小车做了功
B.
人提着滑板在水平路面上前行,人的提力对滑板做了功
C.
单摆在AC之间来回摆动过程中,绳子拉力对小球做了功
D.
举重运动员将杠铃举着静止不动,运动员的举力对杠铃做了功
【答案】A
【解析】
题干解析:
A、小车在推力的作用下前进了一段距离,推力和通过的距离均水平向前,所以推力对小车做了功;故A正确;
B、人提着滑板在水平路面上前行,提力竖直向上,而通过的距离水平向前,方向不一致,则人提滑板的力没有做功;故B错误;
C、小球在摆动过程中,拉力与小球的运动方向始终是垂直的,所以绳子的拉力对小球不做功;故C错误;
D、举重运动员将杠铃举着静止不动,只有力,没有通过距离,则运动员的举力对杠铃没有做功;故D错误。
例3.
(2019∙邗江区校级二模)2019年亚洲杯足球赛在阿联酋举行。
如图关于足球场上的一些现象,下列说法正确的是( )
A.
运动员用力踢出足球后,足球受到运动员对足球的踢力
B.
裁判员向上举起旗子的过程中,他对旗子没有做功
C.
进球时,球与网接触,球网的网眼变大,说明力能使物体发生形变
D.
运动员在争顶头球时,足球向上飞起,在此过程中足球只受重力的作用
【答案】C
【解析】
题干解析:
A、运动员将足球踢出后,足球在空中飞行的过程中不再受运动员的推力作用,故A说法错误。
B、裁判员向上举起旗子的过程中,在力的方向上通过了距离,所以裁判员对旗子做了功,故B说法错误。
C、进球时,球与网接触,球网网眼变大,说明力能使物体发生形变,故C说法正确,
D、运动员在争顶头球时,足球向上飞起,受到重力作用和空气的阻力的作用,故D说法错误。
力是否做功的判断
知识讲解
不做功的三种情况
1.有力无距离,例如:
推木箱未推动,提东西没有提起来,举着杠铃不动等等。
2.有距离无力(惯性),例如:
推出去的铅球在空中运动的过程中,手对铅球是不做功的。
3.垂直无功(既有力又有距离,但是运动的距离不在力的方向上),例如:
背着书包沿水平方向运动。
相应的,当距离和力成锐角时,力是做功的。
比如,手拎物体,乘坐自动扶梯向上时,拉力是做功的。
例题精讲
力是否做功的判断
例1.
(2019春∙河西区期末)在图所示的四个情景中,人对物体没有做功的是( )
A.
用力搬石头没有搬动
B.
推小车向前运动一段距离
C.
提着滑板在水平路面前行
D.
物体在绳子拉力作用下升高
【答案】
【解析】
题干解析:
A、人用力搬石头但没有搬动,有力,但物体没有通过距离,没有做功。
故A符合题意。
B、推着小车向前运动了一段距离,施加了力,并且在力的方向上移动了距离,对小车做了功,故B不符合题意;
C、提着滑板在水平路上前行,人给滑板一个向上的力,滑板向上没有移动距离,人对滑板没有做功。
故C符合题意。
D、绳子对物体有向上的拉力,物体在拉力的方向上通过了距离,所以拉力对物体做了功。
故D不符合题意。
例2.
(2019∙费县二模)如下图所示的小球从A点由静止释放。
它从A点向B点摆动的过程中,小球受到的重力对小球____(选填“做功“或“不做功”),当小球运动到B点时。
它受到的力是_____(选填“平衡“或“不平衡”)的。
【答案】
做功;不平衡
【解析】
题干解析:
如图,小球从A点向B点摆动的过程中,小球在重力的方向上通过了距离,因此它受到的重力对小球做了功;当小球运动到B点时,既不是静止状态,也不是匀速直线运动状态,即不处于平衡状态,所以它受到的力是不平衡的。
例3.
(2019∙天台县模拟)“游山玩海,别有硐天”是温岭旅游特色。
以下活动游客必须克服自身重力做功的是( )
A.坐船出海
B.登石夫人山
C.站方山顶看日出
D.长屿硐天听音乐会
【答案】B
【解析】
题干解析:
A、坐船出海,在竖直方向上没有移动距离,故游客没有克服自身重力做功;故A错误;
B、登山时,在竖直方向上移动距离,故游客必须克服自身重力做功;故B正确;
C、站在山顶看日出,在竖直方向上没有移动距离;故游客没有克服自身重力做功;故C错误;
D、长屿硐天听音乐会,在竖直方向上没有移动距离;故游客没有克服自身重力做功;故D错误;
例4.
(2019春∙南充期末)下列选项中对是否做功的判断,正确的是( )
A.被踢出的足球在空中飞行的过程中,人对足球做功
B.人用力推汽车,汽车纹丝不动,人对汽车做功
C.人在水平路面上匀速前进,人的重力没有做功
D.人将包从一楼提到五楼,人对包没有做功
【答案】C
【解析】
题干解析:
A、踢出的足球在空中飞行的过程中,不再受脚的力,故人对足球没有做功;故A错误;
B、人用力推汽车,汽车纹丝不动,只有力,没有距离,故人对汽车没有做功;故B错误;
C、人在水平路面上匀速前进,在人的重力方向上没有距离,故人的重力没有做功;故C正确;
D、人将包从一楼提到五楼,人对包的拉力向上,距离也向上,故人对包做功;故D错误;
例5.
(2019春∙武侯区期末)如图所示的几个过程中,人对物体做功的是( )
A.
女孩把一箱报刊搬起来
B.
运动员将杠铃举在头顶不动
C.
人背书抱在水平地面上行走,人对书包做了功
D.
足球离开脚后滚了一段距离
【答案】A
【解析】
题干解析:
A、人对报刊施加了力,报刊在力的作用下移动了距离,所以人对报刊做功,故A正确;
B、运动员将杠铃举在头顶保持3s不动,故在力的方向上没有距离,不符合做功的条件,不做功,故B错误。
C、背着书包在水平地面上匀速行走的过程中,力与距离的方向互相垂直,所以不做功;故C错误;
D、足球被踢出后,不再受人的作用,故人对球不做功,故D错误。
功的计算
知识讲解
1.功的计算公式:
物体所受的力和在力的方向上通过距离的乘积.W=Fs
2.单位:
功W:
J(焦耳),力F:
N(牛顿);移动距离s:
m(米),由功的原理可知使用任何机械都不省功.
3.注意:
①分清哪个力对物体做功,计算时F就是这个力;
②公式中的S一定是在力的方向上通过的距离,且与力对应.
③功的单位“焦”(1牛•米=1焦).
例题精讲
功的计算
例1.
(2019春∙金水区校级期末)中国选手乐茂盛在亚运会上获得男子举重62kg级冠军,挺举成绩是182.5kg,如图为他比赛时的照片,他在挺举过程中对杠铃做的功最近( )
A.800J
B.1600J
C.2200J
D.3600J
【答案】D
【解析】
题干解析:
杠铃的重力:
G=mg=182.5kg×10N/kg=1825N,
乐茂盛的身高约为1.60m;
在挺举过程中把杠铃举高的高度约为乐茂盛的身高加上0.4m,即:
h=1.60m+0.4=2.0m,
在挺举过程中对杠铃做的功:
W=Gh=1825N×2.0m=3650J。
例2.
(2019春∙重庆期末)小明同学用50N的水平推力推着重200N的箱子在水平地面上匀速前进了2m,松开手后,箱子继续向前滑行了2m,整个过程中小明做功和书箱的重力做功分别是( )
A.200J0J
B.100J200J
C.100J0J
D.200J100J
【答案】C
【解析】
题干解析:
由题知,箱子在50N的水平推力作用下前进了2m,松开手后,由于惯性又向前滑行了2m,
根据做功的两个必要条件可得,水平推力所做的功:
W=Fs=50N×2m=100J;
虽然箱子受重力,也移动了距离,但在重力的方向上没有移动距离,所以重力没做功,即重力做功为0J,故只有C正确,ABD错误。
例3.
(2019春∙青岛期末)一个足球运动员用100N的力踢一个重为5N的足球,球离脚后在水平草地上向前滚动了30m,在足球滚动的过程中,运动员对足球做的功是( )
A.3000J
B.500J
C.150J
D.0J
【答案】D
【解析】
题干解析:
球离脚后在水平草地上向前滚动了30m,是因为球具有惯性,此时脚对球没有力的作用,故此过程中脚对球没有做功。
例4.
(2019春∙大埔县期末)重100N的木箱,在20N水平拉力的作用下,恰能沿水平地面作匀速直线运动。
当该木箱在30N的水平力作用下,在同一水平地面前进10m的过程中( )
①拉力做功300J
②重力做功1000J
③摩擦力做功200J
④木箱受到的重力和支持力的合力为0
以上叙述正确的是
A.①②④
B.①②③
C.②③④
D.①③④
【答案】D
【解析】
题干解析:
①拉力为30N时,拉力的功W=Fs=30N×10m=300J;故①正确;
②因在重力的方向上没有距离,故重力不做功,故②错误;
③因物体在20N的水平拉力下做匀速直线运动,故物体受到的摩擦力等于拉力,即摩擦力为20N;当木箱在30N的水平拉力作用下,由于压力和接触面的粗糙程度不变,故摩擦力不变,仍为20N;
摩擦力做功W摩=fs=20N×10m=200J,故③正确;
④木箱受到的重力和支持力是一对平衡力,合力为0,故④正确。
例5.
(2019春∙商水县期末)下列有关功的估计中,不正确的是( )
A.将1个鸡蛋举高1m,做功约0.5J
B.将一袋重100N的大米从地面扛到肩上,做功约300J
C.质量为60kg的某学生从一楼走到二楼,做功约3600J
D.将一瓶500ml的矿泉水从地上拿起并举高到2m处,做功约10J
【答案】
【解析】
题干解析:
A、1个鸡蛋重在0.5N左右,将1个鸡蛋举高1m做功约为W=Gh=0.5N×1m=0.5J,故A正确;
B、将一袋重100N的大米从地面扛到肩上,升高的距离约为h=1.5m,做功约为W=Gh=100N×1.5m=150J,故B不正确;
C、质量为60kg的学生重力G=mg=60kg×10N/kg=600N,从一楼走到二楼升高的距离约为h=3m,做功约为W=Gh=600N×3m=1800J,故C不正确;
D、500ml=500cm3,一瓶500ml的矿泉水的质量m=ρV=1g/cm3×500cm3=500g=0.5kg;其重力G=mg=0.5kg×10N/kg=5N,从地上拿起并举高到2m处,做功约为W=Gh=5N×2m=10J,故D正确。
例6.
(2019春∙颍州区期末)如图所示,水平地面上的一物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体速度v与时间t的关系如图乙所示。
第6秒末到第9秒末,推力F做功是____焦耳。
【答案】
24
【解析】
题干解析:
由图乙知,第6秒末到第9秒末,推力F=4N,匀速运动的速度v=2m/s,由v
可得这段时间内物体移动的距离:
s=vt=2m/s×3m=6m,推力F做功:
W=Fs=4N×6m=24J。
有用功和额外功
知识讲解
(1)有用功:
利用机械做功的时候,对人们有用的功就叫做有用功.
(2)额外功:
并非我们需要但又不得不做的功叫做额外功.
(3)总功:
有用功与额外功的和叫总功.
(4)总功的计算:
W总=Fs;W总=W有用+W额外
(5)有用功的计算方法:
W有用=Gh;W有用=W总-W额外
(6)额外功的计算方法:
W额外=G′h,W额外=f摩s;W额外=W总-W有用
例题精讲
有用功和额外功
例1.
(2019∙邵阳模拟)卖茶杯的人,从货架上拿起茶杯;喝茶水的人,从桌面上端起盛茶水的茶杯,就两人克服茶杯重力做功的下列说法中正确的是( )
A.都是有用功
B.都是额外功
C.对喝茶的人而言是有用功
D.对卖茶杯的人而言是有用功
【答案】D
【解析】
题干解析:
(1)卖茶杯的人,从货架上拿起茶杯,克服茶杯重力做的功是有用功;
(2)喝茶水的人,目的是端水,因此对水做的功是有用功,克服茶杯做的功是额外功。
例2.
(2019∙信阳模拟)甲同学用水桶从井里提水,乙同学用绳把掉在井中的桶捞上来,水桶里带了一些水,关于两同学做有用功、额外功的说法正确的是( )
A.甲提水桶做的功都是有用功
B.乙提水桶做的功都是有用功
C.甲提水桶对桶做的功是额外功
D.乙提水桶对桶做的功是额外功
【答案】C
【解析】
题干解析:
甲同学的目的是提水,所以对水做的功是有用功。
但是对桶又不得不做功,则对桶做的是额外功。
乙同学的目的是提桶,所以对桶做的功是有用功。
但是对水又不得不做功,则对水做的是额外功。
例3.
(2019春∙罗庄区期末)清晨,双月湖畔集聚了很多钓鱼爱好者,若某位师傅不小心把水桶弄进水里,捞上桶时发现桶里带些水。
在打捞水桶的过程中,下列所述中属于有用功的是( )
A.把桶中水提高所做的功
B.把桶提高做的功
C.提桶和桶中的水做的功
D.手对绳子拉力做的功
【答案】B
【解析】
题干解析:
我们的目的就是为了把水桶提上来,所以对水桶做的功为有用功;
但水桶里面有一些水,又不得不对水做功,所以对水做的功为额外功;
手对绳子拉力做的功,包括对水做的功、对桶做的功、对绳子做的功,为总功。
故ACD错、B正确。
例4.
(2019∙城步县模拟)姚锦煜同学进入初三后非常努力,也非常爱思考,一次他研究水桶的构造时,不小心将水桶弄掉进水里,在他打捞时桶里带些水。
下列所述中属于有用功的是( )
A.把桶中水提高所做的功
B.把桶提高做的功
C.提桶和桶中的水做的功
D.手对绳子拉力做的功
【答案】B
【解析】
题干解析:
我们的目的就是为了把水桶提上来,所以对水桶做的功为有用功;
但水桶里面有一些水,又不得不对水做功,所以对水做的功为额外功;
手对绳子拉力做的功,包括对水做的功、对桶做的功、对绳子做的功,为总功。
故ACD错、B正确。
功率的概念
知识讲解
1.比较做功快慢的两种方式:
(1)在相同时间内,比较做功的多少,做功越多的物体,做功越快.
(2)在完成相同功的条件下,比较所用时间的长短,所用时间越短的物体,做功越快.
2.功率
1.定义:
单位时间内所做的功叫做功率。
2.物理意义:
描述物体做功快慢的物理量,即单位时间内做功的多少。
例题精讲
功率的概念
例1.
(2019春∙襄州区期末)我们可以用两种方法来判断物体做功的快慢,如图所示,表示用挖掘机挖土与人力挖土做功的快慢不同,它所用的判断方法是:
做功时间相同,比较______,另一种判断方法是____相同,比较______。
【答案】
做功多少;做功;做功时间长短
【解析】
题干解析:
判断做功快慢有两种方法:
(1)做相同的功,比较做功时间的长短。
(2)在相同的时间内,比较做功的多少。
例2.
(2019春∙尤溪县期末)学习物理概念要了解其物理意义,如速度是反映物体运动快慢的物理量,温度是反映物体冷热程度的物理量,____是反映物体做功快慢的物理量,____是反映压力作用效果的物理量。
【答案】
功率;压强
【解析】
题干解析:
(1)单位时间内所做的功叫做功率,我们用功率表示做功的快慢;
(2)压强是描述压力作用效果的物理量。
例3.
(2019春∙密山市期末)关于功率的概念正确的说法是( )
A.功率越大,越省力
B.功率越大,做功越多
C.功率越大,表示做功越快
D.功率大,表示单位时间内做功多
【答案】CD
【解析】
题干解析:
A、功率大小与机械是否省力没有关系,故A错误;
B、功率反应物体做功的快慢,与做功的多少没有关系,故B错误;
C、功率越大,表示做功越快,故C正确;
D、功率指的是物体单位时间内所做的功,因此功率大,表示单位时间内做功多,故D正确。
功率计算
知识讲解
1.1.功率计算公式:
2.功率单位:
瓦特,简称瓦,符号:
W
3.3.推导公式:
4.应用:
当汽车上坡时,司机采取换挡的办法,减小速度,以获得较大的牵引力。
例题精讲
功率计算
例1.
(2019∙长春模拟)一辆汽车在水平公路上匀速行驶,牵引力是3000N,若汽车速度为10米/秒,问:
(1)汽车行驶时受到阻力多大?
(2)汽车的功率多大?
(3)汽车在半小时内做多少功?
【答案】
(1)汽车行驶时受到阻力为3000N;
(2)汽车的功率为3×104W;
(3)汽车在半小时内做的功为5.4×107J
【解析】
题干解析:
(1)因为汽车做匀速直线运动,因此汽车受到的阻力和牵引力是一对平衡力,故阻力为3000N;
(2)汽车的功率:
P
Fv=3000N×10m/s=3×104W;(3)汽车在半小时内做的功:
W=Pt=3×104×1800s=5.4×107J。
例2.
(2019∙资阳模拟)体重为500N的一位同学在跳绳测试中,1min跳180次,每次腾空的最大高度平均为4cm,则他跳一次绳做了多少功?
1min内他跳绳的平均功率是多少?
【答案】
他跳一次绳做了20J的功,1min内他跳绳的平均功率是60W
【解析】
题干解析:
(1)每次腾空的最大平均高度:
h=4cm=0.04m,跳一次克服重力做功为:
W=Gh=500N×0.04m=20J;
(2)1min跳180次所做的总功为:
W总=180×20J=3600J,1min内他跳绳的平均功率:
P
60W。
例3.
(2019∙甘州区二模)质量为5吨的列车,在平直铁路上匀速前进,若车受到的阻力为车重的
,前进100米所用时间为5秒,求:
(1)列车受到的阻力为多大?
(2)汽车的速度为多大?
(3)牵引力做的功为多大?
(4)发动机的功率为多大?
【答案】
(1)列车受到的阻力为10000N;
(2)汽车的速度为20m/s;
(3)牵引力做的功为106J;
(4)发动机的功率为2×105W
【解析】
题干解析:
(1)列车受到的阻力f
5000kg×10N/kg=10000N;
(2)汽车的速度为:
v
20m/s;(3)牵引力做的功为W=FS=fS=10000N×100m=106J;(4)发动机的功率为P
2×105W。
例4.
(2019∙蒙阴县二模)体育课上,亮亮和晶晶决定进行爬杆比赛,他们同时出发,结果又同时到达相同高度的杆顶。
想判断谁的功率大,还需要知道的物理量是( )
A.杆的高度
B.爬杆时间
C.两人身高
D.二人的体重
【答案】D
【解析】
题干解析:
爬杆做功的功率P
,他们同时出发,结果又同时到达相同高度的杆顶,说明爬杆的高度和时间都相同,因此要比较功率的大小,还要知道二人的体重。
当堂练习
单选题
练习1.
(2019春∙行唐县期末)举重运动员举着800牛重的杠铃,在2米高的位置停留了2秒钟那么他在这2秒钟内做的功为( )
A.800焦
B.0
C.400焦
D.1600焦
【答案】B
【解析】
题干解析:
杠铃在空中停留2秒钟的时间里,虽然有力,但是在力的方向上没有移动距离,所以,他在这2秒内没做功,即做的功为0。
多选题
练习1.
(2019春∙商水县期末)下列有关功的估计中,不正确的是( )
A.将1个鸡蛋举高1m,做功约0.5J
B.将一袋重100N的大米从地面扛到肩上,做功约300J
C.质量为60kg的某学生从一楼走到二楼,做功约3600J
D.将一瓶500ml的矿泉水从
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 精品中考物理小组课第10讲 力学终极问题功和功率 精品 中考 物理 小组 10 力学 终极 问题 功率
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)