1、11.3 功和功率(第 1 课时)学 习 过 程 备注正面思考 主动学习一、认识力学中的“功”“机械功”1、预习自学(1):如图所示,是用叉车运送货物的过程,试,分析:(1)在用叉车将货物举高的过程中,叉车对货物向上的力有没有成效?(2)叉车将货物举起后水平运送的过程中,叉车对货物的力有没有成效?2、知识点(1)如果物体在受到的某个力的方向上移动了一段距离,我们就说这个力的作用有了“成效” ,即:力对物体做了功。【通常也可以说成】:施力物体对受力物体做了功如果物体移动方向与所受的力垂直,这个力的作用就没有“成效” ,即:力不对物体做功。力做功的两个必要因素 如果物体沿某个力的相反方向移动了一段
2、距离,我们就说物体克服这个力做了功。如:提升重物时,物体克服 做功物体在粗糙接触面上滑行(有压力)时,物体克服 做功。【思考】:力做功要 (选填:“.具备任意一个” 、 “.必须同时具备两个” )因素。【典型试题】1.下列过程中人对桶做功的是( )A提着桶站立不动 B提着桶水平移动C提着桶站在匀速向上运动的电梯内 D提着桶站在匀速水平运动的车厢内二、机械功的计算1、预习自觉(2)如图所示,是几位同学关于做功的理解,你觉得影响做功多少的因素有哪些?2、知识点(2)对机械功的规定: 。机械功的计算公式: 对公式的理解: F 和 S 的关系: 、 计算时单位要求: 【典型试题】2.体育课上两位同学进
3、行爬杆比赛,假如他们先后从同一根杆的底端匀速爬到顶端如果要粗略比较一下两人做功的大小,需要知道的物理量是( )A爬杆的速度 B爬杆的时间 C两人的体重 D杆的具体高度3.重 100N 的物体由于惯性在光滑的水平面上匀速前进 4m,外力做的功为 J,重力做的功为 J。4.放学后,某同学背着重 40N 的书包沿水平路面走了 200m,又登上大约 10m 高的四楼才回到家。则他在回家的过程中对书包做的功约为( )A、0J B、400J C、2000J D、2400J三、分析力做功的效果1、预习自学(3)如图所示,分别用手和杠杆匀速将物体提高 h,试分析力做功的效果并完成下表:用手直接提升重物 用杠杆
4、提升重物力做功效果功大小计算2、知识点(3)使用机械做功时,因为机械有 和 ,所以使用机械所做的功会 (选填:“等于” 、 “大于”或“小于” )不用机械而直接用手将物体沿原方向匀速移动相同距离所做的功。功的原理: 。有用功:定义:在使用机械做功时,能满足人们目的,对人们有用的功,叫有用功。理解:有用功等于不用机械而直接用手,将物体沿原方向匀速移动相同距离,直接对物体所做的功。额外功:在使用机械做功时,对人们没用,但又不得不做的功,叫额外功。总功:有用功与额外功之和,叫总功。【典型试题】5.试分析图中,拉力 F 做功的效果6.如图所示,将同一物体分别沿光滑的斜面 AB、AC 以相同的速度从底部
5、匀速拉到顶点 A,已知 AB AC,施加的力分别为 F1、F2,拉力做的功为 W1、W2,则下列判断中正确的是 ( )A、F1F2 , W1W2 C、F1F2 , W1=W2 反面质疑 交流辩论你能总结出在功的计算时,要注意哪些问题吗?合学共商 检测过关1以下说法正确的是( )A做功的物体都受力的作用 B在光滑水平面上做匀速直线运动的物体都做功C作用力越大,力做功越多 D力对做变速直线运动的物体要做功2关于功的概念,下列说法中正确的是( )A物体只要移动了距离,力就做了功B只要有力作用在物体上,力就对物体做了功C有力作用在物体上,物体在力的方向上移动了距离,那么这个力对物体做了功D有力作用于物
6、体,物体又移动了距离,那么这个力对物体做了功3如图是举重的示意图片下列的一些说法,你认为正确的是( ) A在抓举时把杠铃从地上举到头顶的过程中没有做功B在挺举时把杠铃举过头顶稳稳地停留了 3 秒钟,在停留过程中做了功C把杠铃稳稳举起停留在空中时,人对杠铃的支持力和杠铃的重力是一对平衡力D运动员站在领奖台上时,受到的重力与支持力是一对相互作用力4在跳绳项目的考试中,小强同学每跳起一次,克服重力做的功最接近( )A3J B30J C300J D3000J5如图所示,质量为 m 的跳高运动员先后用背越式和跨越式两种跳高方式跳过某一高度,该高度比他起跳时的重心高出 h,则他从起跳后至跃过横杆的过程中克
7、服重力所做的功( )A都必须大于 mgh B用背越式不一定大于 mgh,用跨越式必须大于 mghC都不一定大于 mgh D用背越式必须大于 mgh,用跨越式不一定大于 mgh6如图中,三个物体的质量大小关系为 mambmc,三个物体在同样大的力 F 的作用下,都沿着力 F 的方向移动了相同的距离 s,比较力 F 对三个物体所做的功,则( )A对 a 做的功多 B对 b 做的功多C对 c 做的功多 D对三个物体做的功相同7甲、乙两个集装箱的质量相等,起重机把甲以 1m/s 的速度提升 10m,再以 2m/s 的速度把乙提升相同的高度,那么( )A.第一次做功多 B第二次做功多 C两次做功一样多
8、D无法比较8如图所示,演员正在进行杂技表演由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于( )A0 B0.02J C0.2J D2J 9如图所示的三种场景中,拉力 F1、F2、F3 大小相等,在拉力的作用下物体移动的距离也相等若拉力所做的功分别记为 W1、W 2、W 3,下列关于它们大小关系的判断中正确的是( ) AW 1=W2=W3 BW 1W 2W 3 CW 2 W1W 3 DW 1=W2W 310 引体向上的规范动作是:两手正握单杠,由身体悬垂开始,上提时,下颚须超过杠面;下放时,两臂放直,不能曲臂这样上拉下放,重复动作,达到锻炼臂力和腹肌的目的啸宇同学引体向上一次做功约(
9、) A、3J B、30J C、300J D、3000J 11小明同学在课堂上起立回答问题,他完成这个动作做功大约( )A、15J B 、150J C、1500J D、15000J12下列有关做功的估算错误的是( )A、将两个鸡蛋举高 1m 做功约 1J B、将一袋 10kg 大米扛到肩上做功约 150J C、重 500N 的人上一层楼克服重力做功约 3000JD、将 500mL 矿泉水从地上拿起做功约 10J E.把你的物理课本从地上捡起来,放在课桌上,你做的功大约是 2.5J13如图所示,某同学在做俯卧撑运动,可将他视为一个杠杆,支点在 O 点,他的重心在 A 点,重力为 500N求:他将身
10、体撑起时,地面对双手、脚的支持力分别是多大?如果每次手臂上升的高度为 0.5m,则每做一个俯卧撑所做的功为多少?14如图所示,为运动员投掷铅球的过程示意图,下列有关说法错误的是( )A、在 a 到 b 的过程中,运动员对铅球做了功 B、在 b 到 c 的过程中,运动员对铅球没有做功 C、在 c 到 d 的过程中,没有力对铅球做功 D、在 a 到 d 的过程中,铅球的运动状态在不断改变 【变式】季运动会上,李明同学在中学男子 5kg 级铅球项目中打破了我市 14.8m 的纪录,创造了 15.0m 的新纪录若他破纪录的一掷,用的力是 500N,则他对铅球做的功是( )A、750J B、0 C、75
11、00J D、条件不足,无法判断 15在某高处将两块质量相等的石块 A、B 分别以两种方式落向地面:石块 A 自由落下到地面;石块 B 被用水平作用力水平抛出后,呈抛物线下落到地面在石块落地的过程中,hht0甲Wt0Wt0Wt0Wt0 A B C D乙石块重力分别做功为 WA 和 WB,则比较两者大小关系正确的是( )A、W AW B B、W A=WB C、W AW B D、不好判断16小伟同学用一个距离手 6m 高的定滑轮拉住重 100N 的物体,从滑轮正下方沿水平方向移动 8m,如图所示,若不计绳重和摩擦,他至少做功( )A、200J B、300J C、400J D、500J17趣味运动会上
12、,小敏和小王分别把图甲中三个质量均为 1kg、边长为 30cm 的匀质正方体泡沫塑料块按图乙堆叠起来小敏和小王叠起这堆正方体泡沫塑料块,每人至少要做功 J18如图所示,在拉力 F 作用下,物体 A 在水平桌面上以速度 向右匀速运动了距离S,已知 A 的重力为 G,桌面对 A 的摩擦力为 f(滑轮及绳重不计) 。拉力做功为 ,克服摩擦力做功为 。18 题图 19 题图 20 题图19如图所示,甲、乙两人将一木箱从一楼抬上三楼,甲对木箱做的功 乙对木箱做的功(填“大于” 、 “等于”或“小于” ) 20小明分别沿如图所示的三条路径滑到地面,在不考虑摩擦和空气阻力的情况下,小明从三条路径滑到地面的过
13、程中,重力做功的大小关系是 。21如图所示,斜面长 6m,高 3m,动滑轮重 20N,用沿斜面向上、大小为 100N 的拉力 F,使重为 300N 的物体沿斜面匀速移动了 2m ,拉力 F 做功为 J ;克服物体重力做功为 J;克服动滑轮重力做功为 J;克服斜面摩擦力做功 J。22如图所示,以下实例所例举的几个力中,没有对物体做功的力是( )23图甲,是小球从某高度处由静止下落 h 过程的路程与时间关系图,图乙中,描述重力对该球做功大小与时间关系正确的图线是( )24一位同学沿教学楼的楼梯从一楼匀速上到三楼,该同学上楼做的功最接近( )A30000J B3000J C300J D30J25如图
14、所示,用动滑轮将重为 900N 的物体匀速提升 2m,不计摩擦和滑船在水的作用力下前进一段距离静止的小车在拉力的作用下向前运动汽车在刹车祝你的作用下滑行了一段距离当杠铃静止后,举重运动员对杠铃的支持力A B C D轮重,所施加的拉力 F=_N,这一过程中拉力 F 做功_J。26用大小不同的甲、乙两个力拉同物体,两力所做的功 W 与在这两个力的方向上移动的距离 s 的关系图像如图,由图可知,甲、乙两个力的大小关系是( )A F 甲 F 乙 B F 甲 F 乙 C F 甲 F 乙 D条件不足,无法判断27如右上图所示,小均同学用动滑轮将质量为 40kg 的货物匀速提高了 5m,他用 250N的拉力
15、拉了 10s,若 g 取 10N/kg,则有用功为 J,额外功为 J,2812 年年底,南宁到广州的高速铁路将开通,全程约为 570km,只需 3h。若全程为平直轨道,动车组以 5105N 的牵引力做匀速直线运动,求:(1)动车组运动的速度;(2)动车组受到的阻力;(3)牵引力在全程做的功。29一重力 G=2.510-3N 的雨滴从高空由静止开始竖直落下(不计横向风的影响) ,设雨滴下落过程中受到的空气阻力 F 阻 与下落速度的平方(v 2)成正比,关系为 F 阻 =kv2,其中k 为常数,且 k=110-4 Ns2/m2。求:(1)该雨滴匀速下落时所受空气阻力的大小。(2)若雨滴匀速下落的距
16、离为 400m,则这个过程重力对雨滴做的功为多少 J?(3)雨滴匀速下落时的速度为多少?30步行不仅是一种简易的健身运动,而且还能方便地对一些长度进行估测。(1)人正常步行时,步距变化不大,因此,步距可作为身体上的一把“尺子” ,为了使这把“尺子”更可靠,请你说出一种测量步距的方法。(2)小华测出自己的步距为 0.5m,他从教学楼的一端走到另一端,共走了 84 步,则教学楼的长度是多少 m?如果这个过程用时 35s,则他的步行速度是多少?(3)小华根据自己的腿长和步距画出了图所示的步行示意图,对步行时重心的变化进行了分析,当两脚一前一后着地时重心降低,而单脚着地迈步时重心升高,因此每走一步都要
17、克服重力做功如果小华的质量为 50kg,请根据图中小华测量的有关数据,计算他每走一步克服重力所做的功。 ( g 取 10N/kg )(4)资料表明,人步行时消耗的能量大于克服重力所做的功请你分析一下,人步行时还在哪些方面消耗能量?(写出一条)31如图 14 所示,物体 A 的质量 m =12kg,在拉力 F 的作用下,物体 A 以 0.1m/s 的速度在水平面上做匀速直线运动,弹簧测力计的示数为 12N,忽略滑轮与绳子的摩擦力以及滑轮、弹簧测力计和绳子所受的重力,并且绳子足够图 14长。求:(1)物体 A 与水平面间摩擦力 f 的大小;(2)拉力 F 的大小;(3)物体 A 运动 10s 的过程中,拉力 F 所做的功。