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功和功率
必备知识
一、功
1.两个要素:力和物体在力的方向上发生的位移。 2.公式:W=Fxcos α。
(1)α是力与位移方向之间的夹角,x为物体对地的位移。 (2)该公式只适用于恒力做功。 3.功的正负:
夹角 α<90° α=90° α>90°
功的正负 力对物体做正功 力对物体不做功 力对物体做负功或说成物体克服这个力做了功
运动员举重时 举着杠铃不动,
力对杠铃没有做功。 足球在水平地面上滚动时, 重力对球不做功。 二、功率
1.物理意义:描述力对物体做功的快慢。 2.公式: (1)P=
,P为时间t内的平均功率。
(2)P=Fvcosα,若v为平均速度,则P为平均功率;若v为瞬时速度,则P为瞬时功率。 3.额定功率:机械正常工作时的最大功率。
4.实际功率:机械实际工作时的功率,要求不能大于额定功率。
基础小题
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1.判断下列题目的正误。
(1)只要物体受力的同时又发生了位移,则力对物体一定做功。 ( ) (2)一个力对物体做了负功,则说明这个力一定阻碍物体的运动。 (3)作用力做负功时,反作用力一定做正功。 ( )
(4)力对物体做功的正负可由力和速度方向间的夹角决定。 ( ) (5)静摩擦力一定对物体不做功,滑动摩擦力一定做负功。 ( )
(6)由P=Fv可知,发动机功率一定时,机车的牵引力与运行速度的大小成反比。
(7)汽车上坡时换成低挡位,其目的是减小速度得到较大的牵引力。 ( ) 提示:(1)×。若力的方向与位移方向夹角成直角,则做功为零。
(2)√。力对物体做了负功,表示物体克服该力做功,即力一定阻碍物体的运动。 (3)×。作用力和反作用力作用在不同物体上,各自做正功或负功的可能性都有。
(4)√。力与速度方向间的夹角是锐角、钝角还是直角,决定了力对物体是做正功、负功还是不做功。
(5)×。静摩擦力和滑动摩擦力都是可能做负功,也可能做正功,还可能不做功。 (6)√。由P=Fv可知F=,故发动机功率一定时,牵引力与运动速度成反比。 (7)√。由F=知,减小速度可以得到较大的牵引力。
2.(教材改编题)如图所示,两个物体与水平地面间的动摩擦因数相等,它们的质量也相等。在甲图中用力F1拉物体,在乙图中用力F2推物体,夹角均为α,两个物体都做匀速直线运动,通过相同的位移。设F1和F2对物体所做的功分别为W1和W2,物体克服摩擦力做的功分别为W3和W4,下列判断正确的是
( )
( )
( )
A.F1=F2 B.W1=W2 C.W3=W4
D.W1-W3=W2-W4
【解析】选D。两物体都做匀速直线运动,则 F1cos α=μ(mg-F1sin α),
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F2cos α=μ(mg+F2sin α),故F1 3.(2019·黑河模拟)如图所示,一质量为m的木块静止在倾角为θ的斜面上,木块与斜面间动摩擦因数为μ,在斜面与木块一起沿水平面向左匀速移动距离L的过程中,摩擦力对木块所做的功为 ( ) A.0 B.-μmgLcosθ D.-mgLsin2θ 2 C.-mgLsinθcosθ 【解析】选C。木块与斜面一起向左移动,由平衡条件得f=mgsin θ,摩擦力做的功为Wf=-fcos θ·L=-mgLsinθcosθ,故C正确,A、B、D错误。 4.在光滑的水平面上,用一水平拉力F使物体从静止开始移动 x,平均功率为 P,如果将水平拉力增加为 4F,使同一物体从静止开始移动 x,则平均功率为 A.2P B.4P C.6P D.8P ;第二次加速度为第一次 ( ) 【解析】选D。设第一次运动时间为t,则其平均功率表达式为P=的4倍,由x=at 可知时间为,其平均功率为 2 ==8P,则D正确,A、B、C错误。 - 3 -
2021版高考物理一轮复习第五章机械能1功和功率学案
