功和功率的计算PPT教学课件

这个关系在物理学中叫做胡克定律
式中k是弹簧的劲度系数。负号 表示回复力的方向跟振子离开平 衡位置的位移方向相反。
定义:物体在跟位移大小成正比， 并且总是指向平衡位置的力作用 下的振动，叫做简谐运动。
说明:判断是否作简谐振动的依据是
F -kx
简谐运动中位移、加速度、速度、动 量、动能、势能的变化规律
ŋ======W 有/W 总100%
练习
1、利用斜面把重物匀速推上汽车，如果斜面长与高之比 为10:3，物重为500牛，不计摩擦，推力应为__1_5_0______牛。 如果实际推力需要250牛，那么物体与斜面之间的摩擦力为 ______1_0_0__牛，斜面的机械效率是_____6_0_%___。
弹簧振子
定义：指理想化处理后的弹簧与小球组 成的系统。
弹簧振子的理想化条件
（1）弹簧的质量比小球的质量小得多， 可以认为质量集中于振子（小球）。
（2）小球需体积很小，可当做质点处理。 （3）忽略一切摩擦及阻力作用。
（4）小球从平衡位置拉开的位移在弹 性限度内。
常见简谐运动：
百度文库
常见简谐运动：
回复力
12、一个同学用50牛的水平方向的力， 将一只重为5牛的足球沿水平方向踢了 出去，足球在地上滚动了40米才停下来。 在球滚动的过程中，脚对球做的功是 （ A）
A、0焦 B、200焦 C、2000焦 D、 条件不足，无法计算
三、简单机械 1、杠杆 （1）杠杆的平衡条件：动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂 （2）杠杆的类型： 省力杠杆、费力杠杆、等力杠杆 2、滑轮 定滑轮：实质是等臂杠杆
2、机械振动的主要特征是：
“空间运动”的往复性和“时间”上的 周期性。
3、产生振动有两个必要条件：
（1）每当物体离开平衡位置就会受到 回复力的作用。
（2）阻力足够小。
二、简谐运动
振子以O点为中心在水平杆方向 做往复运动。振子由B点开始运动， 经过O点运动到C点，由C 点再经 过O 点回到B点，且OC等于OB, 此 后振子不停地重复这种往复运动。 以上装置称为弹簧振子。
机械功和机械功率 ------计算
一、功：
①作用在物体上的力，
1、功的两个必要因素：
② 物体在力的方向上通过的距离
2、功的计算公式： W = Fs W = Pt
3、功的单位：
焦耳（J）
二、功率：
1、功率的定义：单位时间里完成的功------表示做功的快慢
2、功率的公式： P=W/t
推导公式 P=Fv
平衡位置:振动物体能够静止时的位置。
（1）振动中的位移x都是以平衡位置为起点 的，因此，方向就是从平衡位置指向末位置的 方向，大小就是这两位置间的距离，两个“端 点”位移最大，在平衡位置位移为零。
思考:怎样才能描绘位 移随时间变化图线?
位移随时间变化 关系图是正弦或 余弦曲线.
简谐运动中位移、加速度、速度、动 量、动能、势能的变化规律
动滑轮：实质是动力臂是等于阻力臂两倍的杠杆
滑轮组；既可以省力，又可以改变力的方向：F==G总/n
3、斜面 光滑的斜面：F·l===G ·h
四、机械效率
1、有用功：机械克服有用阻力所做的功-----一般是重力所做的 功
2、额外功：机械克服额外阻力所做的功 3、总功： 动力对机械做的功 4、功的原理数学表达式： W 总=== W 有用+W额外 5、机械效率： 有用功跟总功的比值
B O O B’ B’ O
向右 向左 向左 减小 增大 减小
向左 向右 向右 减小 增大 减小 向左 向左 向右 增大 减小 增大 增大 减小 增大 减小 增大 减小
OB
向右 增大 向左 增大 向右 减小 减小 增大
C
O
B
例1、图所示为一弹簧振子，O为平衡 位置，设向右为正方向，振子在B、C 之间振动时（C ） A．B至O位移为负、速度为正 B．O至C位移为正、加速度为负 C．C至O位移为负、加速度为正 D．O至B位移为负、速度为负
A.a滑轮组较省力，机械效率 也较高
B.b滑轮组较省力，机械效率 也较高
C.两滑轮组的省力程度不同， 但机械效率相同
D.两滑轮组的省力程度不同， 机械效率也不同
10、如图8所示，一辆小车在与斜面
平行的拉力作用下，沿斜面匀速地由 底端运动到顶端。已知：小车质量为m， 斜面长为L，高为h，拉力的功率为P， 斜面的机械效率为η。则拉力做的有用 功为________m_g_h；小车运动过程中的 速度为_________D_L。ŋ/mgh
9、一辆汽车在水平公路上匀速行驶，车和货 物共重5×104千克，汽车受到的阻力为车重 的0.1倍，汽车在10分钟内行驶了9千米路程， 求在这段路程中汽车的功率多大？
10、.汽车的功率是36千瓦，当它行驶 的速度是20米/秒180时0 ，汽车的牵引力是 __________牛。
11、一个重500N的箱子放在水平地面 上，一小孩用100N的水平拉力将箱子 匀速移动15m，另一大人把这箱子匀速 举高2m，问大人小孩谁做功多？
（2）加速度a在两个“端点”最大，在 平衡位置为零，方向总指向平衡位置。
a=-kx/m
（3）速度大小v与加速度a的变化恰好 相反，在两个“端点”为零，在平衡位 置最大，除两个“端点”外任何一个位 置的速度方向都有两种可能。
注意：动量的变化与速度的变化规律是一样的
能量随空间变化 能量随时间变化
E
x
E
3、功率的单位： 瓦特（W）
练习：
1、下列关于功的各种说法中，正确D 的是
（B ）
A．只要有力作用在物体上，就一定做了 功
B．只要物体移动了距离，就一定做了功 C．只要有力作用在物体上，物体又移动 了距离，就 一定做了功 D．只要有力作用在物体上，物体又在该 力的方向上移动了距离，就一 定做了功
解析：主要知识点是做功的两个必要因素。方向一致
械 振
2、产生条件
（1）有回复力作用 （2）阻力足够小
动
弹簧振子---------理想化物理模型
简
谐 回复力的特点：F= -kx
运 动 各物理量分析
A’
O
A
思考与讨论
1、简谐运动属于哪一种运动（ ） A、匀加速运动 B、匀减速运动 C、匀速运动 D、非匀变速运动
D
思考与讨论
2、作简谐振动的物体，当它每次经过同一位 置时，一定相同的物理量是（ ）
11、如图10所示，用一滑轮组拉着重8×104
牛的汽车沿水平方向匀速移动，汽车所受的阻 力为车重的0.03倍，此滑轮组的机械效率为 80%。
（1）求拉力F为多少牛？ （2）若汽车移动的速度为0.2米/秒，1分 钟内拉力F所做的功（滑轮和绳的自重不计， 且绳足够长）。
机械振动
第一、二节 简谐运动
想一想——
思考与讨论
4．做简谐振动的弹簧振子受到的回复力与 位移的关系可用图中哪个图正确表示出来？ （ ）C
思考与讨论
s/cm
2a
e
bd 0 1 2 34
-2
c
5、根据振子的运动图象回答：a、
图中各点表示平衡位置的有___
b、开始振动时，振子的所处的位
进入高中以来，我们主要学习了哪几种形式 的运动? 请说出各运动的名称及每种运动所对 应的受力情况。
1.匀速直线运动 2.匀变速直线运动 3.平抛运动
4.匀速圆周运动
机械振动是生活中常见的运动形式
一、机械振动
1、定义： 物体（或物 体的一部分） 在某一中心 位置两侧所 做的往复运 动，就叫做 机械振动 （振动）
A、0.2焦 B、2焦 C、20焦 D、200焦
4、某同学用150牛的水平推力使重为600牛的小车在
水平地面上匀速直线前进20米，所用时间是0.5分钟。
则这位同学所做的功和做功的功率分别是（ A ）
A、3000焦，100瓦
B、12000焦 ，400瓦
C、3000焦，400瓦
D、12000焦，100瓦
2、一辆重5×104牛的汽车，以10米/秒的速度在一条平直 公路上匀速行驶2000米。已知在这段路程中汽车发动机的功 率是3×104瓦，则汽车在这段路上所做的功为_6_0_0_0_0_0_0_J__； 汽车受到的阻力大小为__3_0_0_0_N____。
3、.汽车的功率是36千瓦，当它行驶的速度是20米/秒时， 汽车的牵引力是__1_8_0_0_____牛；当汽车的牵引力是1200牛时， 则10分钟内汽车行驶的路程是__1_2_______千米。
C
D．无法确定
6、为了给一个工厂供水每天需要用水泵把 300米3的水送到40米高的水塔上，水泵每天需 做多少功？
7、起重机用钢绳起吊重Ｇ=500牛的货物，先
沿竖直方向将重物匀速提高S1=10米，再沿水 平方向将重物匀速移动S2=8米．起重机对重物 共做功为多少？
8、用9.8牛的水平拉力，使质量为10千克的 物体沿着水平方向匀速前进10米，则拉力所 做物的体功受是到-的----0阻-----力----是，-重----力-----所---9牛做.8 。的功是---9--8--焦------焦，
A、速度 B、位B 移 C、回C复力 DD、加速度 E、动量 F、动F能
思考与讨论
3、做简谐运动的物体，当位移为负值时，以下 说法正确的是（ ） A、速度一定为正值，加速度一定为正值。 B、速度不一定为正值，但加速度一定为正值。 CB、速度一定为负值，加速度一定为正值。 D、速度不一定为负值，加速度一定为负值。
4、用100牛的拉力沿一斜面向上拉重400牛的物体，刚 好可使其沿斜面匀速上滑。如此斜面的机械效率为80%， 则斜面的高与长之比为（C）
A.4:1 B.5:1 C.1:5 D.以上都不对
5、 则他使10.如图4所示，直径为d的圆筒上绕着绳 子，某同学用恒力F拉着绳的自由端使圆筒在地上滚 动，圆筒滚动一周所做的功是（B）
2、下列叙述中，正确的是
（）
A、运动员将标枪投出去，运动员对标枪没有做功；
B、降落伞竖直下落，重力做了功；
C、人提着重物在水平方向上通过一段距离，
人的提力对重物做了功
D、小球在光滑的桌面上滚动一段距离，桌面
对小球的支持力做了功
3、小华把掉到地上的两本自然书捡起来，放到桌上，
她对课本做功约为（ B ）
振子在振动过程中，所受重力与支持力 平衡，振子在离开平衡位置 O 点后，只受 到弹簧的弹力作用，这个力的方向跟振子 离开平衡位置的位移方向相反，总是指向 平衡位置，所以称为回复力。
胡克定律
在弹簧发生弹性形变时，弹簧振
子的回复力F与振子偏离平衡位置 的位移x大小成正比，且方向总是
相反，即：
F -kx
解析：W=FS=150牛×20米=3000焦
P=W/t=3000焦/30秒=100瓦
G=600牛对此题无用
5、甲、乙两物体在相同的水平推力作用下，
由静止开始运动．甲在较光滑的水平面上运动，
乙在较粗糙的水平面上运动．设两物体在移动
相同的距离的过程中，推力所做的功分别为Ｗ
甲和Ｗ乙，则（ ）B
A
B．Ｗ甲=Ｗ乙
7、如图2所示的两个滑轮组，
每个轮的质量都相等。用它们
提升等重的物体时，作用在两
个滑轮组上的动力分别为F1和F2， 两个滑轮组的机械效率分别为
η1和η2。若不计摩擦，则下列判
断中正确的是（ ） D
A.一定是F1>F2
B.一
定是F1<F2
C.一定是η1>η2
D.一
定是η1<η2
9、用四只完全相同的滑轮和两 根相同的绳子组成如图3所示的a、 b两个滑轮组，用其提起相同的 重物G。如不计滑轮与轴的摩擦， 则（ ） C
A.πdF B.2πdF C.4πdF D.0
6、如图5所示，物体A的质量为5千克。在拉力F 的作用下，物体A以0.3米/秒的速度在水平面上 作匀速直线运动，弹簧秤的示数为10牛。不计 摩擦，则（1）拉力F为____2_0_____牛；（2）在 10秒钟内拉力做功__30_J_______；（3）拉力的功 率是___3_______瓦。
简谐运动的特点：
1、简谐振动是最简单、最基本的运动，简谐 振动是理想化的振动。
2、回复力与位移成正比而方向相反，总是指 向平衡位置。
3、简谐运动是一种理想化的运动，振动过程 中无阻力，所以振动系统机械能守恒。
4、简谐运动是一种非匀变速运动。 5、位移随时间变化关系图是正弦或余弦曲线.
小结
机 1、定义
E
E p Ek
-A
Ep
xA
X
E p Ek t
简谐运动中位移、加速度、速度、动量、 动能、势能的变化规律
（5）能量变化：机械能守恒，动能和 势能是互余的。
（6）在简谐运动中，完成P6的表格
物理量
位移（X）
方向 大小
回复力（F） 加速度（a）
方向 大小
速度（V） 方向
大小
动能大小
势能大小
B’
O
B
变化过程