新物理應(yīng)用49名師優(yōu)質(zhì)課賽課一等獎(jiǎng)市公開課獲獎(jiǎng)?wù)n件

第九節(jié)一、變力沿直線所作功二、液體側(cè)壓力三、引力問題定積分在物理學(xué)上應(yīng)用

第四章第1頁一、變力沿直線所作功設(shè)物體在連續(xù)變力F(x)作用下沿x

軸從x＝a

移動(dòng)力方向與運(yùn)動(dòng)方向平行,求變力所做功？在其上所作功微元為所以變力F(x)

在區(qū)間上所作功為,bx=到第2頁例1一個(gè)求電場力所作功.解:當(dāng)單位正電荷距離原點(diǎn)

r

時(shí),由庫侖定律電場力為則功微元為所求功為單位正電荷沿直線從距離點(diǎn)電荷

a

處移動(dòng)到b處在一個(gè)帶+q

電荷所產(chǎn)生電場作用下,(a<b)，第3頁點(diǎn)擊圖片任意處播放\暫停解建立坐標(biāo)系如圖這一薄層水重力為功微元為(千焦)．第4頁解設(shè)木板對(duì)鐵釘阻力為第一次錘擊時(shí)所作功為例3

用鐵錘把釘子釘入木板，設(shè)木板對(duì)鐵釘阻力與鐵釘進(jìn)入木板深度成正比，鐵錘在第一次錘擊時(shí)將鐵釘擊入1厘米，若每次錘擊所作功相等，問第次錘擊時(shí)又將鐵釘擊入多少？設(shè)

次擊入總深度為厘米次錘擊所作總功為第5頁依題意知，每次錘擊所作功相等．次擊入總深度為第次擊入深度為第6頁例4求移動(dòng)過程中氣體壓力所解:因?yàn)闅怏w膨脹,把容器中一個(gè)面積為S活塞從點(diǎn)a

處移動(dòng)到點(diǎn)b

處(如圖),作功.建立坐標(biāo)系如圖.由波馬定律知壓強(qiáng)p

與體積V

成反比,即功微元為故作用在活塞上所求功為力為在底面積為S

圓柱形容器中盛有一定量氣體,

第7頁二、液體側(cè)壓力面積為A平板設(shè)液體密度為深為

h

處壓強(qiáng):當(dāng)平板與水面平行時(shí),當(dāng)平板不與水面平行時(shí),所受側(cè)壓力問題就需用積分處理.平板一側(cè)所受壓力為??第8頁小窄條上各點(diǎn)壓強(qiáng)例5

液體,

求桶一個(gè)端面所受側(cè)壓力.解:

建立坐標(biāo)系如圖.所論半圓利用對(duì)稱性,側(cè)壓力微元為端面所受側(cè)壓力為方程為一水平橫放半徑為R

圓桶,內(nèi)盛半桶密度為第9頁說明:當(dāng)桶內(nèi)充滿液體時(shí),小窄條上壓強(qiáng)為側(cè)壓力微元故端面所受側(cè)壓力為奇函數(shù)第10頁三、引力問題質(zhì)量分別為質(zhì)點(diǎn),相距r

,二者間引力:大小:方向:沿兩質(zhì)點(diǎn)連線若考慮物體對(duì)質(zhì)點(diǎn)引力,則需用積分處理.第11頁例6設(shè)有一長度為l,

線密度為均勻細(xì)直棒,其中垂線上距a

單位處有一質(zhì)量為

m

質(zhì)點(diǎn)M,計(jì)算該棒對(duì)質(zhì)點(diǎn)引力.解:

建立坐標(biāo)系如圖.細(xì)棒上小段對(duì)質(zhì)點(diǎn)引力大小為故垂直分力微元為在試第12頁利用對(duì)稱性棒對(duì)質(zhì)點(diǎn)引力水平分力故棒對(duì)質(zhì)點(diǎn)引力大小為棒對(duì)質(zhì)點(diǎn)引力垂直分力為第13頁說明:2)

若考慮質(zhì)點(diǎn)克服引力沿

y

軸從

a

處1)

當(dāng)細(xì)棒很長時(shí),可視

l

為無窮大,此時(shí)引力大小為方向與細(xì)棒垂直且指向細(xì)棒.移到b

(a<b)

處時(shí)克服引力作功,則有第14頁引力大小為注意正負(fù)號(hào)3)當(dāng)質(zhì)點(diǎn)位于棒左端點(diǎn)垂線上時(shí),第15頁

作業(yè)

P324

1.3.9.13.15.17第16頁利用“微元法”思想求變力作功、水壓力和引力等物理問題．（注意熟悉相關(guān)物理知識(shí)）四、小結(jié)第17頁思索題

一球完全浸沒水中，問該球面所受總壓力與球浸沒深度有沒有關(guān)系？它所受總壓力與它在水中受到浮力有何關(guān)系？第18頁思索題解答

該球面所受總壓力方向向上（下半球面所受壓力大于