讲座4计算功的常见方法.ppt

1.流体做功设时间为t，则t时间内流过的体积V=Svt 2.横截面积不同处.单位时间内流过的体积不变，液体流动的速度则不同，速度与横截面积成反比。 流体做功小结 1. W=IUt 由W=qU推理，具有普遍适应性 2. Q=I2Rt，是求电热的普适公式，只有纯电阻时才可 以用来求电功 3.对于纯电阻电路还可以用W=U2t/R 电功 例8.我国自主研发生产的近五百辆节能与新能源环保汽 车为奥运会场馆服务。某辆以蓄电池为驱动能源的环保 汽车，总质量为 ，它在水平路面上以v=36km/h的速度匀速行驶时，驱动电机的输入电流I=50A，电压U=300V。在此行驶状态下，（1）求驱动电 机的输入功率 ；（2）若驱动电机能够将输入功率的90% 转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机,求汽车所受阻力 （g取10m/s2） 解析：（1）驱动电机的输入功率 （2）在匀速行驶时 解得 4 求电功要区分纯电阻电器和非纯电阻电器,选择合适的公式 电功小结 答案：与斜面垂直 否 1．光滑的物体A置于光滑的斜面上,斜面位于光滑的水 平面上，从地面上看, 物体A沿斜面下滑的过程中,斜面 对物体A的弹力的方向 , 弹力做功是否为 零？ 针对练习 2．一个质量为m、且质量分布均匀的长方形木块，放在粗 糙的水平地面上，长为2a，宽为a，若要把它从地面上直 立起来，外力至少要做多少功？ 答案：（ – 1）mga / 2。重力做功与路径无关！ 3.人的心脏每跳一次大约输送8×10-5m3的血液，正 常人血压(可看做压送血液的压强)的平均值约为1.5×104Pa，心跳约每分钟70次，据此估测心脏工 作的平均功率约为多少? 解析：设血管的横截面积为S，心脏跳动一次使血液流过 的距离为d = V/S（血管直径很小，S 可视为均匀不变），则心跳一次做的功大约为：W = Fd = pSd = pV 心脏每分钟跳动70次，故心脏工作的平均功率为： P = 70 W/t = 70 pV/t =70×1.5×104×8×10-5/60 =1.4( W ) * * * * * LOGO 计算功的常见方法 电场力做功 恒力做功 功具有相对性 ，位移s指作用 点相对地面的位移。θ指力与 位移的夹角 (3)式只适用于匀强电场， (4)式适用于一切电场 ? ? 【公式汇总】 变力做功 (5)式一般适用于牵引力做 功，其中的P=Fv，(6)式具 有普遍适用性 ? 电功 (7)式为电功的通用式，适用于 所有电路，(8)式对于纯电阻电 路用来求电功，对于非纯电阻 电路用来求电热。(9)式适用于 纯电阻电路，对于非纯电阻电 路无意义 ? 【题型分类】 A摩擦力做功 1 A重力做功 2 A变力做功 4 A流体做功 5 A电场力做功 3 A电功 6 1.明确摩擦力的方向与位移的方向两者之间的关系， 判断摩擦力做功的正负. 2.摩擦力若为恒力,一般用公式W=Fs,若为变力一般用 动能定理。 摩擦力做功 例1.某人拉动小车沿半径为r的圆周运动一周，摩擦力 大小为F，则此过程中摩擦力做的功是多少？ 解析：从整个运动过程来看，F是方向不断变化的变力，若把圆周运动分割成很多小段，每一段近似为直线， F可以作为恒力，它做的功为：W1=-F·Δs1 F所做的总功即为每一小段做功的代数和W= -F·2πr 例2.一传送带长16米，倾角为37°沿逆时针方向匀速 转动，传送带的速度为10m/s。一重量为1kg的物体与 传送带之间的动摩擦因数为0.5，物体从上端由静止开 始运动到最下端，求在此过程中摩擦力对物体做的功。 解析： 1、当摩擦力与速度方向总是相反时W=-FL （L指路程） 2、类似的还有空气阻力做功W=-FL （L指路程） 3、传送带上的摩擦力问题要注意在运动过程中摩擦力的大小和方向是否变化 摩擦力做功小结 1.重力做功与路径无关W=mgh或者W=-mgh 2.物体下落时重力做正功，位置升高时重力做负功 重力做功 例3、质量为m的球在距地面H 高处无初速下落，运动 过程中空气阻力恒为重力的0.2倍，球与地面碰撞时无 能量损失而弹起，求：球停止运动前通过的总路程是 多少？ 解析：重力做正功 W1=mgH，摩擦阻力做负功 W2=-O.2mgL.最初和最终小球均静止所以总功 为零，即W1+W2=0 ,解得L=5H 1.上下反复运动或者做曲线运动的物体，尽量对整 个过程分析。 2.重力做功和路径无关,而摩擦力做功和路径有关。 重力做功小结