課題六 功、功率 【走進(jìn)考場】1 如圖所示，拖著舊橡膠輪胎跑是身體耐力訓(xùn)練的一種有效方法。如果某受訓(xùn)者拖著輪胎在水平直道上跑了100m，那么下列說法正確的是()A輪胎受到地面的摩擦力做了負(fù)功B輪胎受到的重力做了正功C輪胎受到的拉力不做功D輪胎受到地面的支持力做了正功2如圖所示，三個固定的斜面底邊長度都相等，斜面傾角分別為30°、45°、60°，斜面的表面情況都一樣。完全相同的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))A、B、C分別從三斜面的頂部滑到底部的過程中()A物體A克服摩擦力做的功最多B物體B克服摩擦力做的功最多C物體C克服摩擦力做的功最多D三個物體克服摩擦力做的功一樣多3(2020·廣東調(diào)研)同一輛貨車兩次勻速駛上同一坡路，在空載時上坡速度為v1，牽引力為F1；在滿載時上坡速度為v2，牽引力為F2，已知兩次上坡過程該貨車的輸出功率相同，則()Av1>v2Bv1<v2CF1>F2DF1<F24(2020·重慶理綜)某車以相同的功率在兩種不同的水平路面上行駛，受到的阻力分別為車重的k1和k2倍，最大速率分別為v1和v2，則()Av2k1v1 Bv2v1Cv2v1 Dv2k2v15、如圖所示，質(zhì)量為m的物體靜止在傾角為的斜面上，物體與斜面的動摩擦因數(shù)為，現(xiàn)使斜面水平向左勻速移動距離l。求：(1)摩擦力對物體做的功為多少？(物體與斜面相對靜止)(2)斜面對物體的彈力做的功為多少？(3)重力對物體做的功為多少？(4)斜面對物體做的功又是多少？各力對物體所做的總功是多少？知識梳理1功的計(jì)算公式WFlcos應(yīng)用注意要點(diǎn)(1)WFlcos是恒力做功的計(jì)算式，對變力做功的計(jì)算不適用。因此，每當(dāng)使用WFlcos計(jì)算功時，要先弄清是恒力做功還是變力做功。(2)恒力做功多少只與F、l及二者夾角余弦有關(guān)，而與物體的加速度大小、速度大小、運(yùn)動時間長短等都無關(guān)，即與物體的運(yùn)動性質(zhì)無關(guān)，同時還與有無其他力做功也無關(guān)。(3)公式WFlcos中的l是物體相對地面的位移，而不是相對于和它接觸的物體的位移。2合力做功的計(jì)算(1)合力做的功等于各力做功的代數(shù)和。即W合W1W2W3(2)先求出物體受到的合力F合，再由W合F合lcos求解，但應(yīng)注意應(yīng)為合力與位移l的夾角，F(xiàn)合在運(yùn)動過程中保持不變。3、摩擦力做功情況：摩擦力可以做_，也可以做_，也可以_。滑動摩擦力做功情況分析：(1)滑動摩擦力可以做正功，如圖所示，平板車放在光滑水平面上，右端放一小木塊，用力F拉平板車，結(jié)果木塊在平板車上滑動，這時平板車給木塊的滑動摩擦力Ff水平向右。木塊的位移也向右，滑動摩擦力Ff對木塊做_。(2)滑動摩擦力不做功的情況如圖甲所示，A、B疊放在水平面上，B用一水平繩與墻相連，現(xiàn)用水平力F將A拉出，物體A對B的滑動摩擦力Ff水平向右，B的位移為零，所以，滑動摩擦力Ff對B_。甲乙(3)滑動摩擦力做負(fù)功的情況如圖乙所示，物體從斜面上滑下時，滑動摩擦力對物體做了_。靜摩擦力做功情況分析(1) 如圖丙所示，光滑水平面上的物體A、B在外力F的作用下能保持相對靜止地勻加速運(yùn)動，則在此過程中，A對B的靜摩擦力對B做_。(2) 如果受靜摩擦力作用的物體位移不為零，靜摩擦力做功也可能為零。如圖丁所示，勻速向右行駛的車廂里，由力的平衡知，車廂壁對物塊有豎直向上的靜摩擦力Ff，位移方向水平向右，故Ff與位移方向垂直，靜摩擦力對物塊_。(3)(3)如圖所示，物體A、B在力F作用下一塊向右加速運(yùn)動時，A對B的靜摩擦力對B做_。總結(jié)：在靜摩擦力做功的過程中，只有機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)移(靜摩擦力起著傳遞機(jī)械能的作用)，而沒有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。在滑動摩擦力做功的過程中，既有機(jī)械能之間的相互轉(zhuǎn)移，又有機(jī)械能與其他形式的能量之間的相互轉(zhuǎn)化。在系統(tǒng)內(nèi)，一對靜摩擦力所做功的代數(shù)和一定為零；一對滑動摩擦力所做的總功為負(fù)值，其絕對值等于滑動摩擦力與相對位移的乘積(系統(tǒng)損失的機(jī)械能)，也等于該系統(tǒng)增加的內(nèi)能，即E機(jī)E內(nèi)Ffl相對。4. 機(jī)車的兩種啟動方式題型突破題型1、做功判斷例題1、判斷下列三種情況下各力做功的正負(fù)情況：(1)如下圖甲所示，光滑水平面上有一光滑斜面b，a由斜面頂端靜止滑下，b對a的支持力FN對a物體做功。(2)人造地球衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)行，由圖乙中的a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)的過程中，萬有引力做功。(3)車M靜止在光滑水平軌道上，球m用細(xì)線懸掛在車上，由圖丙中的位置無初速度釋放，在球下擺過程中繩的拉力做功。題型2、變力做功的計(jì)算例題2、如圖，定滑輪至滑塊的高度為h，已知細(xì)繩的拉力為F(恒定)，滑塊沿水平面由A點(diǎn)前進(jìn)s至B點(diǎn)，滑塊在初、末位置時細(xì)繩與水平方向夾角分別為和。求滑塊由A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)過程中，繩的拉力對滑塊所做的功。練習(xí)1、如圖所示，一質(zhì)量為m2.0kg的物體從半徑為R5.0m的圓弧的A端，在拉力作用下沿圓弧緩慢運(yùn)動到B端(圓弧AB在豎直平面內(nèi))。拉力F大小不變，始終為15N，方向始終與物體在該點(diǎn)的切線成37°角。圓弧所對應(yīng)的圓心角為60° ，BO邊為豎直方向，g取10m/s2。求這一過程中：(1)拉力F做的功；(2)重力mg做的功；(3)圓弧面對物體的支持力做的功；(4)圓弧面對物體的摩擦力做的功。題型3、功率的計(jì)算與分析例題3、質(zhì)量為m的物體靜止在光滑水平面上，從t0時刻開始受到水平力的作用。力的大小F與時間t的關(guān)系如圖所示，力的方向保持不變，則()A3t0時刻的瞬時功率為B3t0時刻的瞬時功率為C在t0到3t0這段時間內(nèi)，水平力的平均功率為D在t0到3t0這段時間內(nèi)，水平力的平均功率為練習(xí)1、(2020·衡水中學(xué)調(diào)研)兩個質(zhì)量相等的小球A、B處在同一水平線上，當(dāng)小球A被水平拋出的同時，小球B開始自由下落，不計(jì)空氣阻力，則()A在相等時間內(nèi)，兩小球的速度增量相等B在同一時刻，兩小球的重力的功率不相等C在下落過程中，兩小球的重力做功不相同D在下落過程中，兩小球重力的平均功率相等題型4、機(jī)車功率的計(jì)算與分析例題4、一輛汽車質(zhì)量為1×103kg，最大功率為2×104W，在水平路面由靜止開始做直線運(yùn)動，最大速度為v2，運(yùn)動中汽車所受阻力恒定。發(fā)動機(jī)的最大牽引力為3×103N，其行駛過程中牽引力F與車速的倒數(shù)的關(guān)系如圖所示。試求(1)根據(jù)圖象ABC判斷汽車做什么運(yùn)動？(2)v2的大?。?3)整個運(yùn)動過程中的最大加速度；(4)當(dāng)汽車的速度為10m/s時發(fā)動機(jī)的功率為多大？練習(xí)1、(2020·石家莊質(zhì)量檢測)一質(zhì)量為800kg的電動汽車由靜止開始沿平直公路行駛，達(dá)到的最大速度為18m/s，利用傳感器測得此過程中不同時刻電動汽車的牽引力F與對應(yīng)的速度v，并描繪出F圖象，圖中AB、BC均為直線。若電動汽車在行駛過程中所受的阻力恒定，由圖象可知下列說法正確的是()A電動汽車由靜止開始一直做變加速直線運(yùn)動B電動汽車的額定功率為10.8kWC電動汽車由靜止開始經(jīng)過2s，速度達(dá)到6m/sD電動汽車行駛中所受的阻力為600N