722求解變力做功的方法教程課件

1、專題：求變力做功的方法拓展講座 功的計算在中學物理中占有十分重要的地位，中學階段所學功的計算公式WFlcos，只能用于恒力做功情況，對于變力做功的計算則沒有一個固定公式可用，但變力做功問題也是經(jīng)?？疾榈囊活愵}目?，F(xiàn)結合例題分析變力做功的常用求解方法，以提高同學們靈活應用知識的能力，增強大家對常用物理思想方法的理解和把握。概念辨析一、恒量和變量1、恒量：在某一物理過程中始終保持不變的物理量。 如：勻變速直線運動中的加速度，勻速圓周運動中的角速度，自由落體運動中的重力加速度，物體的質量等等。想一想：恒量與常數(shù)有何異同？ 恒量指不變的物理量?？梢允鞘噶浚部梢允菢肆?。如果是矢量，則其大小和方向都不變

2、。如果是標量，大小不變就可以了。 常數(shù)指某一特定的數(shù)值。如：阿伏伽德羅常數(shù)、引力常量、勁度系數(shù)、動摩擦因數(shù)等等概念辨析一、恒量和變量2、變量：在某一物理過程中發(fā)生變化的物理量。 如：勻變速直線運動中的速度、位移，勻速圓周運動中的線速度、向心加速度，平拋運動中的速度、位移等等。想一想：變量有哪些變化的情況？ （1）變什么？ 大小變。方向變。大小、方向同時變。 （2）怎樣變？ 隨時間變。如：v=v0+at . 隨位移變。如：F=kx、W=Fl 等. 隨速度變。如：空氣阻力：Ff=kv2 .概念辨析二、線性變化和非線性變化1、線性變化： 變量間的關系圖像是直線的變化過程。 即變量間的關系式是正比函數(shù)

3、或一次函數(shù)的變化過程就是線性變化。2、非線性變化： 變量間的關系圖像是曲線的變化過程。t0 xt0v1. 等值法（又稱“轉化研究對象法”）若某一變力做的功和某一恒力做的功相等，則可以通過計算該恒力做的功，求出該變力做的功恒力做功又可以用WFscos計算此法常常應用于“輕繩通過定滑輪拉物體”的問題中。典例1如圖，定滑輪至滑塊的高度為h，已知細繩的拉力為F(恒定)，滑塊沿水平面由A點前進s至B點，滑塊在初、末位置時細繩與水平方向夾角分別為和.求滑塊由A點運動到B點過程中，繩的拉力對滑塊所做的功(不考慮繩、滑輪的摩擦和滑輪的質量)2. 微元求和法將物體的軌跡分割成許多小段，因小段很小，每一小段上作用

4、在物體上的力可以視為恒力，這樣就將變力做功轉化為在無數(shù)多個無窮小的位移上的恒力所做元功的代數(shù)和。此法在中學階段常用于求解力的大小不變、方向總與運動方向相同或相反的變力做功問題。 典例2.如圖，某個力F=10N作用于半徑R=1m的轉盤的邊緣上，力F的大小保持不變，但方向始終與作用點的切線方向保持一致。則轉動一周這個力F做功多少？ 分析解答：把力F作用點的軌跡圓分成無窮多個微元段S1,S2,S3,Sn ，力F在每一段上可認為是恒力，則每一段上力F的功分別為：力F在一周內(nèi)所做的功：方法與技巧 若某大小恒定的變力F方向始終與運動方向相同或相反，則該力做功的絕對值等于力F與物體運動路程s的乘積：lWl=

5、Fs練一練：非常學案97頁第4題3. 平均力法 如果力的方向不變，力的大小隨位移按線性規(guī)律（正比或一次函數(shù)關系）變化時，可用力的算術平均值(恒力)代替變力，利用功的定義式WFscos來求該變力的功典例3.一輛汽車質量為105kg，從靜止開始運動，其阻力為車重的0.05倍。其牽引力的大小與車前進的距離變化關系為F=103 x+Ff ，F(xiàn)f 是車所受阻力.當該車前進100m時，牽引力做了多少功？解：由題意知阻力為：則牽引力為：牽引力做功為： 在直角坐標系中，用縱坐標表示作用在物體上的力F，橫坐標表示物體在力的方向上的位移l，做出F- l圖像。如果作用在物體上的力是恒力，則其F- l圖象如圖所示，則

6、圖線與坐標軸所圍成的面積（陰影面積）在數(shù)值上等于F對物體做的功l ， l軸上方的面積表示力對物體做正功， l軸下方的面積表示力對物體做負功。4、圖象法FFl0l0方法與技巧：如果參與做功的力是變力，方向與位移方向始終一致而大小隨時間變化，我們可作出該力隨位移變化的圖象如圖所示，那么曲線與坐標軸所圍的面積，即為變力做的功典例4.一輛汽車質量為105kg，從靜止開始運動，其阻力為車重的0.05倍。其牽引力的大小與車前進的距離變化關系為F=103 s+Ff ，F(xiàn)f 是車所受阻力.當該車前進100m時，牽引力做了多少功？作出F-s圖象如圖10所示，圖中梯形OABD的面積表示牽引力的功，所以解：阻力則牽引力為練一練 放在地面上的木塊與一輕彈簧相連，彈簧處于自由伸長狀態(tài)?，F(xiàn)用手水平拉彈簧，拉力的作用點移動x10.2 m時，木塊開始運動，繼續(xù)拉彈簧，木塊緩慢移動了x20.4 m的位移，其Fx圖象如圖所示，求上述過程中拉