2016-2017学年高中物理沪科版必修2课件：第3章 4 习题课：功和功率.pptxVIP

第3章;;;一、功的计算;2.变力做功的计算 (1)将变力做功转化为恒力做功. 当力的大小不变，而方向始终与运动方向相同或相反时，这类力的功等于力和路程的乘积. (2)当变力做功的功率P一定时，如机车恒定功率启动，可用W＝Pt求功.;例1　将一质量为m的小球竖直向上抛出，小球上升h后又落回地面，在整个过程中受到的空气阻力大小始终为f，则关于这个过程中重力与空气阻力所做的功，下列说法正确的是(　　) A.重力做的功为2mgh，空气阻力做的功为－2fh B.重力做的功为0，空气阻力做的功也为0 C.重力做的功为0，空气阻力做的功为－2fh D.重力做的功为2mgh，空气阻力做的功为0;解析　重力是恒力，可以用公式W＝Fscos α直接计算，由于位移为零，所以重力做的功为零；空气阻力在整个过程中方向发生了变化，不能直接用公式计算，可进行分段计算，上升过程和下降过程空气阻力做的功均为－fh，因??在整个过程中空气阻力做的功为－2fh.故选项C正确. 答案　C;二、摩擦力做功的特点与计算 1.不论是静摩擦力，还是滑动摩擦力都可以是动力也可以是阻力，也可能与位移方向垂直，所以不论是静摩擦力，还是滑动摩擦力既可以对物体做正功，也可以对物体做负功，还可能不对物体做功. (1)静摩擦力做功：若物体在倾斜的传送带上随传送带一起向上运动，静摩擦力做正功，若随传送带一起向下运动，静摩擦力做负功；在粗糙的水平圆盘上的物体随圆盘做圆周运动时，静摩擦力提供向心力，不做功.;(2)滑动摩擦力做功：如图1所示，当将物体轻轻放在运动的传送带上时，滑动摩擦力对物体做正功；当传送带不动，物体冲上传送带时，滑动摩擦力对物体做负功；当物体在地面上滑动时，地面受到的滑动摩擦力不做功.;2.一对相互作用的静摩擦力等大反向且物体之间相对静止，即两个物体的对地位移相同，由W＝Fscos α可判断两个相互作用的静摩擦力做功的总和为零. 3.一对相互作用的滑动摩擦力等大反向但物体之间相对滑动，即两个物体的对地位移不相同，由W＝Fscos α可判断两个相互作用的滑动摩擦力做功的总和不为零.;例2　质量为M的木板放在光滑水平面上，如图2所示.一个质量为m的滑块以某一速度沿木板表面从A点滑至B点，在木板上前进了l，同时木板前进了s，若滑块与木板间的动摩擦因数为μ，求摩擦力对滑块、对木板所做的功各为多少？滑动摩擦力对滑块、木板做的总功是多少？;解析　由题图可知，木板的位移为sM＝s时，滑块的位移为sm＝l＋s，m与M之间的滑动摩擦力f＝μmg. 由公式W＝Fscos α可得，摩擦力对滑块所做的功为Wm＝μmgsmcos 180°＝－μmg(l＋s)，负号表示做负功.摩擦力对木板所做的功为WM＝μmgsM＝μmgs. 这对滑动摩擦力做的总功：W＝Wm＋WM＝－μmg(l＋s)＋μmgs＝－μmgl 答案　－μmg(l＋s)　μmgs　－μmgl;三、功率的计算 计算功率应该注意的问题 1.首先明确所求的是平均功率还是瞬时功率. (1)P＝ 只能计算平均功率，求解时注意是哪一段时间内的平均功率； (2)P＝Fv一般计算瞬时功率(但当v为平均速度时也可以计算平均功率)，求解时应明确是哪一时刻的瞬时功率.;2.应用公式P＝Fv时需注意 (1)F与v方向在同一直线上时：P＝Fv. (2)F与v方向有一夹角α时：P＝Fvcos α.;例3　质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t＝0时刻开始受到水平力F的作用.力F的大小与时间t的关系如图3所示，力的方向保持不变，则(　　);答案　BD;4.机车以恒定功率运行时，牵引力的功W＝Pt.;例4　如图4所示，为修建高层建筑常用的 塔式起重机.在起重机将质量m＝5×103 kg 的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开 始向上做匀加速直线运动，加速度a＝ 0.2 m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm＝1.02 m/s的匀速运动.取g＝10 m/s2，不计额外功.求： (1)起重机允许的最大输出功率.;解析　设起重机允许的最大输出功率为P0，重物达到最大速度时拉力F0等于重力. P0＝F0vm，F0＝mg.代入数据，有：P0＝5.1×104 W. 答案　5.1×104 W;(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率. 解析　匀加速运动结束时，起重机达到允许的最大输出功率，设此时重物受到的拉力为F，速度为v1，匀加速运动经历时间为t1， 有：P0＝Fv1，F－mg＝ma，v1＝at1.代入数据，得t1＝5 s. t＝2 s时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为v2，输出功率为P， v2＝at，P＝Fv2.得：P＝2.04×104 W. 答案　5 s　2.04×104 W;1.(功的计算)一滑块在水平地面上沿直线