功和机械能 物体在力的方向上移动的距离S 功W Fs 作用在物体上的力F 典型不做功的三种情况 1 功 知识结构 如果一个力作用到物体上 物体在这个力的方向上移动了一段距离 这个力对物体做了功 功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积 W Fs 功与时间的比叫功率 功率表示做功的快慢 数值上等于单位时间内所做的功 基本概念 1 功 22 功率 1 做功的两个必要因素 2 三种不做功的情况 注重概念的理解 作用在物体上的力F 物体在力的方向上通过的距离s 有力 但在力的方向上通过的距离为零 通过了距离 但在距离的方向上没有力的作用 有力且通过距离 但力和距离的方向相互垂直 例甲 乙 丙三位同学分别把质量不同的物体匀速竖直向上提 所测数据如下表 根据上表可知 做功最多的是 同学 做功最快的是 同学 你是根据比较 来判断出做功快慢的 乙 甲 单位时间内完成的功 例下列关于物体是否做功的说法中正确的是 A 小丽背着书包站在路边等车 小丽对书包做了功B 起重机吊着钢筋水平匀速移动一段距离 起重机对钢筋做了功C 被脚踢出的足球在草地上滚动的过程中 脚对足球做了功D 小刚从地上捡起篮球的过程中 小刚对篮球做了功 D 3 物体匀速运动时的功率 功率定义式匀速运动时导出公式P Fv 例 某汽车的功率为30kW 若以54km h的速度匀速前进 求 牵引力多大 解 P 30kW 30000W 54m h 15m s 思维小训练1 两名运动员 甲比乙高 如果他们举起相同质量的杠铃所用时间相等 则 A甲做功较多 功率较大B甲做功较多 功率较小C甲做功较多 甲 乙功率相同D甲 乙做功相同 乙的功率较大2 一同学从一楼跑到三楼用了10S 他的功率可能是 A 3WB 30WC 300WD 3000W A C 3 小车重200N 人用30N的水平力推小车沿水平路面匀速前进50m的过程中 下列判断正确的是 A 重力做功为10000JB 人对车做功10000JC 人对车做功1500JD 小车受到的阻力是230N C 4 一个人用同样大小的水平方向的力拉着木箱 分别在光滑和粗糙两种水平地面上前进相同的距离 关于拉力所做的功 下列说法中正确的是 A 粗糙地面上做功较多B 在光滑地面上做功较多C 两次做功一样多D 条件不够 无法比较两次做功的多少 C 5 小刚把重为1000N的箱子 沿着水平地面 推动1米 小刚对箱子做的功 A 1000JB 1JC 0JD 无法确定 D 6 小明用100N的力将50N的铅球掷出10m远 则铅球抛出后 人对铅球所作的功是 A 1000JB 500JC 0JD 1500J C 7 小明同学从地面走上10m高的四楼教室 每层楼台阶长度为5m估计他克服重力做的功大约为 A 500JB 5000JC 7500JD 10000J B 11 某同学用20N的力将重50N的铅球沿水平方向扔出 球在地面上滚动了10m后停下 在铁球滚动的过程中 人对球做的功是 J 重力对球做的功是 J 0 0 1 如右图所示 是甲 乙两个物体做功与所需时间的关系图像 由图可知 甲物体的功率P甲与乙物体的功率P乙相比较 正确的是 A P甲 P乙B P甲 P乙C P甲 P乙D 无法比较确定 B 堂堂清 在一次体育课上 甲乙两位同学进行爬竿比赛 甲 乙在同一位置匀速爬到竿顶用时分别为9秒和10秒 若甲 乙两人的体重之比为5 6 则它们爬竿的功率之比 A 4 3B 3 4C 27 25D 25 27 D 3 质量为50kg的物体 用50N的水平推力使它在粗糙水平面上以2m S的速度匀速移动10m 问 1 推力功率多大 2 重力的的功率多大 1 推力功率P 100W 2 重力功率P 0W 4 高出水面30米处有一个容积是50米3的蓄水池 要用一台离心式水泵抽水给蓄水池 1小时能把水池充满即可 这台水泵的功率至少是多少千瓦 已知 h 30米 V 50米3 t 1小时 3600秒 求 P解 分析 根据已知条件m V 1 103千克 米3 50米3 5 104千克所以G 5 105牛顿 W G h 5 105牛顿 30米 15 106焦耳 P W t 15 106焦耳 3600秒 4 2 103W 4 2KW答 这台水泵的功率至少是4 2千瓦 转化 动能 重力势能 弹性势能 速度 高度 形变程度 机械能 质量 质量 守恒 2 机械能 物体由于运动而具有的能叫动能 物体的质量越大 运动速度越大 动能越大 在地球表面附近 物体由于高度所决定的能叫重力势能 物体的质量越大 位置越高 重力势能越大 物体由于弹性形变而具有的能叫弹性势能 物体的弹性形变越大 弹性势能就越大 动能 重力势能及弹性势能统称为机械能 动能和势能可以相互转化 如果只有动能和势能相互转化 机械能守恒 3 动能和势能 4 机械能及其转化 探究物体的动能跟哪些因素有关 怎样控制钢球在水平面上的的速度 根据什么现象判断钢球的动能 例如 钢球从斜面上由静止滑下 撞击到一个小木块上 能将木块撞出一段距离 如图所示 用质量不同的钢球A B 从同一斜面的同一高度由静止滑下 撞击同一块木块C 1 让钢球A B从同一斜面的同一高度由静止滚下 是为了使钢球滚到斜面底端时具有相同的 2 本实验研究的是钢球具有动能大小跟 的关系 3 实验可得结论 质量 速度相同的物体 质量越大 动能越大 速度 练习2一架沿竖直方向上升的直升机 它具有 A 动能B 重力势能C 弹性势能D 动能和重力势能 练习3某同学骑自行车上坡时 速度越来越慢 则车和人的 A 动能变大 重力势能变大B 动能变小 重力势能变小C 动能不变 重力势能不变D 动能变小 重力势能变大 D D 1 洒水车沿街道匀速行驶 将水洒向路面 在此过程中 它的动能 这是因为 2质量较大的喜雀与质量较小的燕子在空中飞行 如果它们的动能相等 那么飞的快 3 跳远 是一项常见的体育活动 跳远运动员在比赛中都是先助跑一段距离后才起跳 这样做是为了 A 增大跳远运动员的惯性B 减小跳远运动员的惯性C 减小跳远运动员的势能D 增大跳远运动员的动能 减少 速度不变 质量减少 燕子 D 5 物体沿斜面匀速下滑 物体的 A 动能增加 势能减小B 动能 势能都减小C 动能不变 势能减小D 动能 势能都增加 4 唐诗中有 不尽长江滚滚来 的诗句 这动人的诗句生动 形象地反映了这条大河蕴藏了大量的能 动 C 练一练 1 一架飞机在灾区上方水平匀速飞行 并不断向灾区空投救灾物资 则飞机在这个过程中 动能 重力势能 填 变大 或 变小 变小 变小 2 一个沿竖直方向匀速上升的气球 它的 A 动能不变 势能不变 B 动能不变 势能增加 C 动能增加 势能增加 D 动能增加 势能不变 B 试一试你是最棒的 1 如图所示的四种情景中 人对物体做功的是 达标测试 B 3 说明下列过程中机械能的转化 雪橇从山坡上滑下 炮弹从炮口斜向上射出又下落的过程中 玩具弹簧枪将 子弹 射出去 小孩荡秋千 重力势能 动能 动能 重力势能 动能 弹性势能 动能 动能和重力势能的相互转化 2 关于功率下列叙述中正确的是 A 做功的时间越短 功率越大B 做功的时间越长 功率越大C 用的力越大 做功时间越短 功率越大D 做功越多 做功时间越短 功率越大 D 3 在100m深的矿井里 每分钟积水9m3 要想不让水留在矿井里 应该用至少多大功率的水泵抽水 解 每分钟水泵抽起的水重G mg rgV 水泵克服重力做功W Fs Gh rgVh水泵抽水功率 4 甲 乙两个同学体重之比是4 5 都从一楼走到三楼 甲和乙所用时间之比为8 7 那么甲 乙做功之比为 功率之比为 4 5 7 10 6 喜鹊的质量比燕子大 若它们以同一速度飞行时 具有相等的机械能 那么一定是 飞得高 燕子