功和功率、机械能漫画释义知识互联网思路导航做功的判断1. 功:如果一个力作用在物体上, 物体在这个力的方向上移动了一段距离, 力学里就说这个力做了功.计算式: W=Fs(计算是采用国际单位, 距离单位必须是m)注意:功一定是某个力对物体做的, 所以计算功的时候首先应该明确是哪个力, 然后再确定该力的方向上物体移动的距离, 功与力有种“一一对应”的关系.2. 某力对物体是否做功的判断:某力对物体做功条件:(1) 有作用在物体上的力;(2) 物体在该力的方向上移动了距离;注意三种不做功的情况:a. 物体没有受到力的作用(0F=), 但由于惯性移动了一段距离(0s≠), 则对物体不做功.b. 物体受到力的作用(0F≠), 但没有移动距离(0s=), 该力对物体不做功.c. 物体受到力的作用(0F≠), 也通过了一段距离(0s≠), 但物体移动的方向跟物体到的力的方向垂直.功和功率的一般计算1. 物体在单位时间内完成的功, 叫功率.功率的物理意义: 表示物体做功快慢的物理量2. 功率的计算:定义式法: WPt=常用计算式: P=Fv机械中的功与功率(常规滑轮)拉力做功: W=Fs对物体做功: W=Gh注意绳自由端移动距离s和物体上升高度h之间的关系.拉力做功功率: WPt==Fv绳对物体做功的功率P=Gv物注意: v绳和v物的之间的关系模块一: 功【例1】 下列情景中, 人对物体没有做功的是 ( )A. 小峰背书包走上楼梯B. 小华用力搬石块, 石块没动C. 装卸工人沿斜面将物体推到车上D. 小丽把花盆从地面搬到窗台上【答案】 B【例2】 如图所示, 用大小相等的拉力1F 、2F 、3F 使同一个物体分别沿着水平面、斜面和竖直方向移动相同的距离s , 拉力1F 、2F 、3F 所做的功分别是1W 、2W 、3W . 下列正确的是( )A. 123W W W ==B. 123W W W =<C. 123W W W <<D. 123W W W >>【答案】 A【例3】 有一起重机, 它将5000N 重的物体匀速提高6m, 后又水平地移动4m, 则钢丝绳对物体所做的功是 ( )A. 30000 JB. 20000 JC. 50000 JD. 10000 J【答案】 A【例4】 重200N 的木箱, 在40N 水平拉力的作用下, 恰能沿水平地面做匀速直线运动. 当木箱在50N 的水平拉力的作用下, 沿同一水平地面前进10m 的过程中, 下列说法中错误．．的是夯实基础能力提升( )A. 拉力做功500JB. 重力做功2000JC. 木箱受到的摩擦力为40ND. 木箱受到的重力和支持力的合力为零【答案】 B【例5】 现有n 块质量为m , 边长为h 的方砖放在水平地面上(如图甲), 有一个同学想把它们叠放起来(如图乙)至少要做多少功?【答案】 整体重心方法. ()22Gnh h W nmg =-【例6】 下列关于功率的说法中, 正确的是 ( )A. 功率大的机械比功率小的做功多B. 功率大的机械比功率小的做功快C. 做功时间越长, 功率越大D. 做功时间越短, 功率越大【答案】 B【例7】 (多选) 体重600N 的小刚, 用200N 的水平拉力拉着重800N 的车, 沿水平公路前进50m,用时5min, 则下列说法正确的是 ( )A. 小刚对车做的功为1×104JB. 小刚对车做的功为4×104JC. 小刚对车做功的功率为2×103WD. 小刚对车做功的功率为33.3W【答案】 A Dn 块砖图甲 图乙夯实基础模块二: 功率【例8】 中考体育跳绳测试的项目中, 某同学在1min 内跳了180次, 每次跳的高度大约为5cm.他跳绳时的功率大约为 ( )A.1000WB.100WC.10WD.1W【答案】 B【例9】 一个物体由A 点自由下落时, 相继经过B 、C 两点, 如图所示, 已知AB=BC, 物体在AB 段重力做功W 1, 功率P 1; 在BC 段重力做功W 2, 功率P 2, 则下列关系正确的是 ( )A. W 1=W 2, P 1＞P 2B. W 1=W 2, P 1=P 2C. W 1=W 2, P 1＜P 2D. W 1≠W 2, P 1≠P 2【答案】 C【例10】 建筑工地上常用如图所示的装置搬运建筑材料, 使用的滑轮组由a 、b 、c 、d 、e 五个滑轮组成, 如果滑车和建材共重1500 N, 每个滑轮重50 N, 不计绳重及摩擦, 以0.5m/s 匀速提起滑车所用的拉力F 的功率P ＝ W.【答案】 800【例11】 如图所示, A 是一个重为G 的活塞, B 是一个粗细均匀、竖直固定放置的圆筒. 用竖直向下的力F 1推活塞A , 使其恰能以速度为1v 匀速向下运动(如图甲) , 活塞从金属筒上端移动到下端的过程中, 所用的时间为1t , F 1做的功为W 1 , 功率P 1;若对活塞A 施以竖直向上的力F 2, 使其恰能以速度为2v 匀能力提升· A · B · C 滑车 Fa b c d e 建材速向上运动(如图乙) 活塞从金属筒下端移动到上端的过程中, 所用的时间为.甲 2t , F 2做的功为W2 , 功率P 2. 已知F 1=G , P 1= P 2. 则下列判断正确的是 ( )A. 1221:v :v =B. 1321:t :t =C. 2121:F :F =D. 3121:W :W =【答案】 D【例12】 如图所示, 重40N 的物体A 在水平拉力F 的作用下, 在水平桌面上做匀速直线运动, 物体A 所受的滑动摩擦阻力是物重的0.2倍, 物体A 在2s 内前进了0.2m . 若不计滑轮重、绳重及轴摩擦, 拉力F 做功为 J.【答案】 1.6【例13】 如图所示, 平静的湖面上有两艘小船, 绳的一端拴在甲船上, 绕过乙船上的滑轮, 站在岸上的人用100N 的力拉绳子的自由端. 如果在20s 内甲船向右匀速移动了10m, 同时乙船向左匀速移动了4m, 则人拉绳子的功率为W.【答案】 90【例14】 如图所示, 平静的湖面上有两艘小船, 绳的一端拴在甲船上, 绕过乙船上的滑轮, 站在甲船上的人用100N 的力拉绳子的自由端. 如果在20s 内甲船向右匀速移动了10m. 同时乙船向左匀速移动了4m, 则人拉绳子的功率是 W.夯实基础模块三: 滑轮组综合问题【答案】 140【例15】 (多选) 如图所示, 聪明爱玩的小亮将一个滑轮固定在竖直墙壁上, 另一个固定在自己的滑板车上, 用绳子将两个滑轮组装成滑轮组. 小亮站在滑板车上拉动手中的绳子, 他用10N 的拉力在3s 内, 使自己和滑板车一起沿水平地面匀速向墙运动了1.2m. 滑轮重、轴摩擦和绳重均忽略不计. 下列说法中正确的是 ( )A. 竖直墙壁受到的拉力为20 NB. 滑板车受到地面的阻力为30 NC. 在3s 内小亮的拉力做功为36 JD. 动滑轮对滑板车拉力的功率为12W【答案】 B C【例16】 工人利用滑轮组按照如图所示的方式提升货箱. 工人的体重为800N G =人. 提升第一个货箱时, 工人用0500N F =的竖直向下的力拉绳时, 没有提起货箱. 工人用1600N F =的竖直向下的力拉绳时, 货箱恰能以0.2m/s 的速度匀速上升. 第二个货箱比第一个货箱重500N , 工人仍能提起第二个货箱, 并使第二个货箱以0.1m/s 的速度匀速上升(不计绳重及绳与轮、轮与轴之间的摩擦). 求:(1) 第一个货箱未被拉动时, 水平地面对货箱的支持力;(2) 工人提升第一个货箱和第二个货箱做功功率变化量的大小.【答案】 (1) 400N (2) 190W能力提升滑板车模块四: 功、功率实验【例17】 小刚在研究功率与时间的关系时, 记录了表中所示的试验数据. 时间/s 2 4 6 8 10 12 做功/J 100 100 100 100 100 100功率/W 50 25 16.67 12.5 10 8.33根据表中的实验数据, 可以得出的结论是: ___________________ _______.【答案】 在做功相同时, 功率与所用的时间成反比, 且关系式为: 100W s =P t【例18】 攀岩运动是从登山运动中派生得来的新项目, 它集健身、娱乐、竞技于一体, 以其独有的登临高处的征服感吸引了众多爱好者. 要测量某运动员在一次攀岩比赛中克服重力做功的功率, 需要测量的物理量有该运动员的重力、 和 .【答案】 攀岩高度 攀岩时间【例19】 实验台上有组装好的实验装置, 如图所示, 其中弹簧测力计的量程为0～5N. 另外还有质量均为100g 的钩码六个, 秒表一块(图中未画出) . 要求利用上述实验装置和钩码、秒表设计一个实验证明: 用动滑轮提升重物时, 如果拉力不变, 则拉力的功率与速度成正比.(1) 写出主要实验步骤.(2) 设计实验表格【答案】 (1) 实验步骤① 在动滑轮下挂两个钩码 ………1分② 用调好的弹簧测力计以不同的速度匀速竖直向上提升6次, 用弹簧测力计测出拉力F , 用刻度尺测出绳端移动的距离s , 用秒表测出时间t , 并把每次的F 、s 、t 的数据能力提升夯实基础记录在表格中. (2)分③ 利用s v t =、Fs P t=分别计算出每次的速度和功率, 并把v 、P 的数据记录在表格中. ………1分(2) 实验记录表格………1分s /mt /sv /m·s -1F /NP /W【例20】 如图所示为探究“物体动能的大小跟哪些因素有关”的实验. 实验步骤如下:Ⅰ. 让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下, 观察木块被撞击后移动的距离.Ⅱ. 让不同质量的钢球从斜面上相同的高度由静止滚下, 观察木块被撞击后移动的距离.回答下列问题:(1) 步骤Ⅰ是为了研究动能大小与_______的关系.(2) 步骤Ⅱ是为了研究动能大小与_______的关系.(3) 该实验中斜面的作用是为了控制钢球_______的大小, 木块的作用是为了比较钢球_______的大小 .【答案】 (1) 速度 (2) 质量 (3) 速度; 动能【例21】 小明看到运动员拉弓射箭时, 弓拉得越弯, 箭射得越远. 小明猜想: 弹性势能的大小可能与物体的弹性形变有关.(1) 为验证其猜想是否正确, 他设计了如下实验(弹簧被压夯实基础模块五: 机械能（选讲）缩后未超过其弹性限度); 如图所示, 将同一个弹簧压缩(选填“相同”或“不同”)的长度, 将小球置于弹簧的右端, 松开后小球碰到同一位置的相同木块上, 分析比较木块, 从而比较弹性势能的大小.(2) 若水平面绝对光滑, 本实验将(选填“能”或“不能”)达到探究目的.(3) 小明根据实验现象认为: 小球推动木块移动一段距离后都要停下来, 所以弹簧、小球和木块所具有的机械能最终都消灭了. 你认为小明的观点是的(选填“正确”或“错误”), 理由是.【答案】(1) 不同; 移动距离的远近(2) 不能(3) 错误; 木块克服摩擦做功, 机械能转化为内能.【例22】如图所示, 小球从左端由静止释放, 在左右摆动过程中, 不计空气阻力, 则( )A. 从最高点运动到最低点的过程, 一部分重力势能转化为动能B. 从最低点运动到最高点的过程, 一部分动能转化为重力势能C. 左侧最高点的高度大于右侧最高点的高度D. 左侧最高点的高度等于右侧最高点的高度【答案】D能力提升【例23】如图所示, 甲、乙是两个完全相同的网球. 在同一高度以大小相等的速度, 将甲球竖直向下抛出、将乙球竖直向上抛出, 不计空气阻力,则下列说法正确的是( )A. 甲球在空中下落时, 重力势能增大, 动能减小B. 乙球上升过程中, 重力势能转化为动能C. 抛出时甲、乙两球的机械能相等D. 抛出时甲球的动能小于乙球的动能【答案】C【例24】(多选) 下列说法中正确的是( )A. 蹦床运动员由空中下落与蹦床接触后, 继续向下运动, 运动员到达最低点时其所受合力为零B. 实心球在空中下落的过程中, 若不计空气阻力, 则其减小的重力势能全部转化为动能C. 踢出去的足球还能在水平地面上继续运动一段距离, 是因为足球具有惯性D. 加速运动的物体, 其机械能一定增加【答案】B C【拓1】一个正常人的心脏推动血液流动的功率为1.5W, 那么在90min时间内心脏做的功和用这些功可以把一个质量为50kg的中学生匀速举高的高度分别为(g=10N/kg) ( )A. 810J、2.7mB. 810J、27mC. 8100J、162mD. 8100J、16.2m【答案】D(模块二功率)【拓2】如图所示为人体心脏的血液循环示意图, 如表记录了某成年人在静息时心脏每搏动一次心脏血液的平均压强. 心脏每搏动一次就是一次血液循环, 包括心脏的收缩与舒张.当心脏收缩时, 右心室把血泵入肺动脉, 左心室把血泵入主动脉. 心脏舒张时, 两个心房的血液压强约较小, 可近似视为零. 已知此人在静息时心脏每分钟搏动72次, 左右心室每收缩一次泵出的血量均为70mL, 则可估算此人静息时心脏推动血液流动的功率大约为W, 此人的心脏一天内推动血液流动做的功大约为J.【答案】1.68 145 152 (模块二功率)【解析】(1) 左心室每收缩一次做的功：W左=P左V=16×103Pa×70×10-6m3=1.12J右心室每收缩一次做的功：W右=P右V=4×103Pa×70×10-6m3=0.28J左右心室每收缩一次做的功：W′=1.12J+0.28J=1.4J心脏每分钟做的功：W=72W′=72×1.4J=100.8J心脏推动血液流动的功率：100.8J1.68W60sWPt===(2) 此人的心脏一天内推动血液流动做的功：W总=Pt′=1.68W×24×3600s=145152J. 成人静息时心房心室压强心室平均压强(kPa)心房舒张左心房0.6右心房0.3心室收缩左心室16右心室4思维拓展训练(选讲)【拓3】如图所示, 在水平拉力F作用下, 物体A以0.5m/s的速度在水平面上做匀速直线运动, 此时弹簧测力计的示数为3N. 不计绳、弹簧测力计和滑轮的重力以及滑轮的摩擦, 则拉力F的功率为W.【答案】1.5 (模块三滑轮组综合问题)【拓4】(多选) 如图所示, 用24N的水平拉力F拉滑轮, 可以使重20N的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动. 物体B重10N, 弹簧测力计的示数为5N且不变. 若不计轮重、弹簧测力计重、绳重和轴摩擦, 则下列说法中正确的是( )A. 地面受到的摩擦力为7NB. 滑轮移动的速度为0.4m/sC. 水平拉力F的功率为4.8WD. 在2s内绳子对物体A所做的功为4.8J【答案】A D (模块三滑轮组综合问题)【拓5】(多选) 如图甲所示, 带有滑轮的物体A放置在粗糙水平地面上, 质量为m的电动机固定在物体A上, 通过滑轮水平匀速拉动物体A, 物体A移动速度为v甲, 移动距离为s甲, 电动机做功为W1, 电动机的功率为P1, 对绳的拉力为T1, 电动机收绳速度为v1; 如图乙所示, 将电动机固定在地面上, 使电动机通过滑轮水平匀速拉动物体A, 物体A移动速度为v乙, 移动距离为s乙, 电动机做功为W2, 电动机的功率为P2, 对绳的拉力为T2, 电动机收绳速度为v2. 已知地面粗糙程度相同, s甲=s乙, P1=P2, 不计绳重及滑轮与轴的摩擦.则下列判断正确的是( )A. T1<T2B. W1> W2C. v1>v2D. v甲<v乙【答案】B D (模块三滑轮组综合问题)实战演练【练1】一个人先后用同样大小的力沿水平方向拉木箱, 使木箱分别在光滑和粗糙两种不同的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. 在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【答案】C【练2】你对“功和功率”的知识掌握了多少? 让我们一起来回忆!(1) 在图《向左走, 向右走》的漫画中, 在50s的时间内, 男孩提着重15N的小提琴水平向左匀速走了100m, 女孩用5N 的水平拉力拉箱子向右匀速走了100m, 他们中, 对物体有做功的是(选填“男孩”或“女孩”) , 做功的功率是W.(2) 如图所示, 有一重为100N的小球在桌面上滚动了10cm后滚出桌面, 0.5s后落在离桌面边缘2m的地面上, 桌面距离地面高度为1m. 则小球在整个运动过程中, 重力做了J的功, 其功率是W.(3) 如果枪膛长0.3m, 火药在枪膛内对子弹的推力是100N, 子弹离开枪膛后前进了0.5m,则火药对子弹所做的功是J.(4) 甲、乙两同学进行爬杆比赛, 爬到杆顶(杆长相同) 时, 甲用10s, 乙用9s, 若甲乙两人的体重之比为5:6, 则甲乙两人爬到杆顶做功之比是, 甲乙两人平均功率之比是.(5) 你帮老师抬过东西么? 两个同学像图中一样, 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”) .【答案】(1) 女孩10 (2) 100 200 (3) 30(4) 5: 6 3: 4 (5) 大于【练3】铁路提速要解决许多具体的技术问题, 其中提高机车牵引力功率是一个重要问题. 己知匀速行驶时, 列车所受阻力与速度的平方成正比, 即f=kv2. 列车要提速, 就必须研制出更大功率的机车. 那么当列车分别以120km/h和40km/h的速度在水平轨道上匀速行驶时, 机车的牵引力功率之比为( )A. 3:1B. 9:1C. 27:1D. 81:1【答案】C【练4】如图所示, 聪明爱玩的小亮将一个滑轮固定在竖直墙壁上, 另一个固定在自己的滑板车上, 用绳子将两个滑轮组装成滑轮组. 小亮站在滑板车上拉动手中的绳子, 他用10N的拉力在3s内, 使自己和滑板车一起沿水平地面匀速向墙运动了1.8m. 滑轮重、轴摩擦和绳重均忽略不计. 下列说法中正确的是( )A. 竖直墙壁受到的拉力为20 NB. 滑板车受到地面的阻力为20 NC. 在3s内小亮的拉力做功为36JD. 动滑轮对滑板车拉力的功率为12W【答案】D【练5】如图所示, 竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组, 滑轮组下端挂有物体B, 滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连. 此时物体A在绳的水平拉力作用下向左做匀速直线运动, 此时测力计的示数为450N; 在物体B下加挂重为60N的物体C后, 用水平向右的力F拉动物体A可使其沿水平桌面向右做匀速直线运动, 此时物体B上升的速度大小为5cm/s. 已知每个滑轮重均为50N, 若不计绳重及滑轮的摩擦, g取10N/kg, 则下列说法中正确的是( )A. 物体A所受滑动摩擦力大小为100NB. 水平向右的力F的大小为400NC. 物体B所受重力为400ND. 拉力F做功的功率为63W【答案】DA 测力计B【练6】学校新近买了30套总质量为300kg的实验器材, 每套一箱. 实验员需要把这批实验器材搬运到15m高的实验室.(1) 该实验员在搬运中, 对实验器材总共做功J;(2) 假设他身体可以向外提供的功率P与所搬运物体的质量m的关系如图所示, 每次他搬起箱子、放下箱子和下楼的时间t与所搬运物体的质量m关系如表所示, 那么他搬完全部箱子, 且回到开始搬运处, 所用最短时间为秒(计算结果精确到0.1) .搬运质量m/kg102030时间t/s406070【答案】44100; 1501.8厨房中的力学知识生活中处处都存在着物理, 那么请让我们一起来看一看, 厨房中有哪些含有力学知识的物理现象呢？1. 电水壶的壶嘴与壶肚构成连通器, 水面总是相平的.2. 菜刀的刀刃薄纱为了减小受力面积, 增大压强.3. 菜刀的刀刃有油, 为的是在切菜时, 使接触面光滑, 减小摩擦力.4. 菜刀柄、锅铲柄、电水壶把手有凸凹花纹, 使接触面粗糙, 增大摩擦.5. 火铲送煤时, 是利用煤的惯性将煤送入火炉.6. 往保温瓶里倒开水, 根据声音知水量高低. 由于水量增多, 空气柱的长度减小,振动频率增大, 音调升高.7. 磨菜刀时要不断浇水, 是因为菜刀与石头摩擦做功产生热使刀的内能增加, 温度升高, 刀口硬度变小, 刀口不利; 浇水是利用热传递使菜刀内能减小, 温度降低, 不会升至过高.如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！。
