【課件】功與功率 -變力做功 課件-2021-2022學(xué)年高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊(cè)

1、典例分析：2.(練習(xí)冊(cè)68頁(yè)-2) 在水平桌面上用一個(gè)水平恒力F牽引木塊運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度達(dá)到vm后，立刻撤去力F，木塊滑行一段距離直至停止，木塊的v-t圖像如圖所示，則木塊受到的牽引力F和所受的摩擦力f之比為 。全過(guò)程中F做的功W1和摩擦力做功的絕對(duì)值|W2|之比為 。vmO1234tv拓展一：作用力和反作用力的功SNSN1. 如圖所示，光滑的水平面上有甲、乙兩車，車上各固定了一個(gè)磁鐵，甲車的總質(zhì)量為2kg，乙車的總質(zhì)量為4kg，同時(shí)釋放兩車，兩車在磁力的作用下吸引到了一起。問(wèn)：(1)兩車的加速度是否相等？(2)兩車運(yùn)動(dòng)的位移是否相等？(3)磁力對(duì)兩車做的功是否相等？甲乙拓展一：作用力和反作用力的

2、功SNSN1. 如圖所示，光滑的水平面上有甲、乙兩車，車上各固定了一個(gè)磁鐵，甲車的總質(zhì)量為2kg，乙車的總質(zhì)量為4kg，同時(shí)釋放兩車，兩車在磁力的作用下吸引到了一起。問(wèn)：(1)兩車的加速度是否相等？(2)兩車運(yùn)動(dòng)的位移是否相等？(3)磁力對(duì)兩車做的功是否相等？甲乙一對(duì)作用力和反作用力可以都做正功，其大小不一定相等。m甲gFN甲Fm乙gFN乙FF相等a甲a乙x甲x乙拓展一：作用力和反作用力的功2. 如圖所示，質(zhì)量為m的物塊在動(dòng)摩擦因數(shù)為的桌面上向右滑動(dòng)了L。求：滑動(dòng)摩擦力對(duì)物塊和桌面各做了多少功？v0Lff做負(fù)功不做功-mgL3. 如圖所示，質(zhì)量為M的小車放在光滑水平面上，質(zhì)量為m的物塊以一定的

3、初速度v0滑上小車左端，兩者間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。求：滑動(dòng)摩擦力對(duì)物塊和小車各做了多少功？LMLmMv0mMmff做負(fù)功-mgLm做正功mgLM滑動(dòng)摩擦力可以做負(fù)功、可以做正功、可以不做功一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功之和不一定于0拓展一：作用力和反作用力的功4. 如圖所示，質(zhì)量為m的物塊A疊放在質(zhì)量為M的木板B上，給m施加一個(gè)力F，使A、B一起向右勻速運(yùn)動(dòng)。求：靜動(dòng)摩擦力對(duì)A和B各做了多少功？FABLLFABf靜f靜做負(fù)功做正功靜動(dòng)摩擦力可以做負(fù)功、可以做正功、可以不做功-FLFL一對(duì)靜摩擦力做功之和一定于0典例分析：1. 質(zhì)量為m的物體沿底面長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，傾角不同的a、b、c三個(gè)斜面從頂端滑下，如圖所示，物

4、體和斜面間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)相同，a、b、c三個(gè)斜面與水平面的夾角的關(guān)系是123，物體從a、b、c三個(gè)斜面頂端到底端過(guò)程中，摩擦力做功分別是W1、W2和W3，則它們的關(guān)系是（）AW1W2W3 BW1=W3W2 CW1W2=W3 DW1=W2=W3 L變式訓(xùn)練: 質(zhì)量為m的物體沿高度均為H，傾角不同的a、b、c三個(gè)斜面從頂端滑下，如圖所示，物體和斜面間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)相同，a、b、c三個(gè)斜面與水平面的夾角的關(guān)系是123，物體從a、b、c三個(gè)斜面頂端到底端過(guò)程中，摩擦力做功分別是W1、W2和W3，則它們的關(guān)系是（）AW1W2W3 BW1W2W2=W3 DW1=W2=W3 123Habc中物理第八章 機(jī)械

5、能守恒定律專題1： 變力做功功的計(jì)算公式WFlcos 只適用于恒力做功的情況，對(duì)于變力做功的計(jì)算是學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，也是重點(diǎn)。我們有哪些方法可以解決變力做功的問(wèn)題呢？或者說(shuō)我們能不能把變力轉(zhuǎn)化成恒力來(lái)處理呢？課堂引入現(xiàn)結(jié)合例題將變力做功的四種解法（除動(dòng)能定理外）總結(jié)如下：方法一：平均值法2.平均值法:如果物體受到的力是隨著位移均勻變化的，則可以利用用公式 求變力做功，物體受到的平均力的大小 ，其中F1為物體初狀態(tài)時(shí)受到的力，F(xiàn)2為物體末狀態(tài)時(shí)受到的力1.分段法:力在全程是變力,但在每一個(gè)階段是恒力,這樣就可以先計(jì)算每個(gè)階段做的功,再利用求和的方法計(jì)算整個(gè)過(guò)程中變力做的功。方法一：平均值法【典例2】如

6、圖所示，放在水平地面上的木塊與一勁度系數(shù)k200 N/m的輕質(zhì)彈簧相連，現(xiàn)用手水平拉彈簧，拉力的作用點(diǎn)移動(dòng)x10.2 m，木塊開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，繼續(xù)拉彈簧，木塊緩慢移動(dòng)了x20.4 m，求上述過(guò)程中拉力所做的功方法二：平均值法方法二：平均值法方法二：圖像法在F x圖象中，圖線與x軸所圍的“面積”的代數(shù)和表示F做的功“面積”有正負(fù)，在x軸上方的“面積”為正，在x軸下方的“面積”為負(fù)如圖甲、乙所示，這與運(yùn)動(dòng)學(xué)中由v t圖象求位移的原理相同方法二：圖像法【例題3】一個(gè)物體所受的力F隨位移l變化的圖像如圖所示,在這一過(guò)程中,力F對(duì)物體做的功為()A.3 JB.6 J C.7 J D.8 J【解析】力F對(duì)物體做

7、的功等于l軸上方梯形“面積”所表示的正功與l軸下方三角形“面積”所表示的負(fù)功的代數(shù)和。W1= (3+4)2 J=7 J,W2=- (5-4)2 J=-1 J,所以力F對(duì)物體做的功為W=7 J-1 J=6 J,選項(xiàng)B正確?！菊_答案】B【變式3】用質(zhì)量為5 kg的均勻鐵索，從10 m深的井中吊起一質(zhì)量為20 kg的物體，此過(guò)程中人的拉力隨物體上升的高度變化如圖所示，在這個(gè)過(guò)程中人至少要做多少功？(g取10 m/s2)方法二：圖像法方法三：微元法當(dāng)力的大小不變,力的方向時(shí)刻與速度同向(或反向)時(shí),把物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分為很多小段,這樣每一小段可以看成直線,先求力在每一小段上做的功,再求和即可。例如,滑

8、動(dòng)摩擦力、空氣阻力總與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反,可把運(yùn)動(dòng)過(guò)程細(xì)分,其中每一小段都是恒力做功,整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所做的總功是各個(gè)階段所做功的和,即力與路程的乘積。方法三：微元法【典例4】如圖所示，質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)在力F的作用下，沿水平面上半徑為R的光滑圓槽運(yùn)動(dòng)一周若F的大小不變，方向始終與圓槽相切(與速度的方向相同)，求力F對(duì)質(zhì)點(diǎn)做的功【解析】質(zhì)點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，F(xiàn)的方向始終與速度的方向相同，若將圓周分成許多極短的小圓弧l1、l2、l3、ln，則每段小圓弧都可以看成一段極短的直線，所以質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)一周，力F對(duì)質(zhì)點(diǎn)做的功等于它在每一小段上做功的代數(shù)和，即WW1W2WnF(l1l2ln)2RF.【答案】2RF方

9、法三：微元法【變式4】在水平面上，有一彎曲的槽道AB，槽道由半徑分別為 和R的兩個(gè)半圓構(gòu)成。如圖所示，現(xiàn)用大小恒為F的拉力將一光滑小球從A點(diǎn)沿槽道拉至B點(diǎn)，若拉力F的方向時(shí)刻均與小球運(yùn)動(dòng)方向一致，則此過(guò)程中拉力所做的功為()A0 BFR C. D2FR【典例1】如圖，用恒力F通過(guò)跨過(guò)光滑定滑輪的輕繩，將靜止于水平面上的物體從位置A拉到位置B，物體和滑輪的大小均忽略，定滑輪距水平面高為h，物體在位置A、B時(shí)，細(xì)繩與水平面的夾角分別為和，求繩的拉力F對(duì)物體做的功h【分析】功是能量轉(zhuǎn)化的量度，輕繩不存儲(chǔ)能量，恒力F做功通過(guò)繩子將能量轉(zhuǎn)移到物體上，故此恒力F做功應(yīng)該等于繩子對(duì)物體做的功。方法四：等效轉(zhuǎn)化法AB【變式1】人在A點(diǎn)拉著繩