《求變力做功的幾種》PPT課件.ppt

1、求變力做功的幾種方法,高中階段求變力作功是機(jī)械能中的難點(diǎn)，總結(jié)起來有七種求變力功的方法。 一，微元法： 1, 物體在變力的作用下作曲線運(yùn)動(dòng)，若力的方向與物體運(yùn)動(dòng)的切線方向之間的夾角不變，且力與位移的方向同步變化，可用微元法將曲線分成無限個(gè)小元段，每一小元段可認(rèn)為恒力做功，總功即為各個(gè)小元段做功的代數(shù)和。 WF1S1+F2S2+,2，結(jié)論:力的大小不變，方向始終與運(yùn)動(dòng)方向在一條直線上;則： W=FS路程,例1 、如圖所示，某力F=10N作用于半徑R=1m的轉(zhuǎn)盤的邊緣上力F的大小保持不變，但方向始終保持與作用點(diǎn)的切線方向一致，則轉(zhuǎn)動(dòng)一周這個(gè)力F做的總功應(yīng)為： A、 0J B、20J C 、10J

2、D、20J.,分析與解： 把圓周分成無限個(gè)小元段，每個(gè)小元段可認(rèn)為與力在同一直線上，故W=FS，則轉(zhuǎn)一周中各個(gè)小元段做功的代數(shù)和為 W=F2R=102J=20J， 故B正確。,例2，小球以某一速度豎直上拋，上升的最大高度為H，小球在運(yùn)動(dòng)中受到的阻力大小恒為f，則小球從開始拋出到回到拋出點(diǎn)的過程中克服空氣阻力所做的功為多少？,解： W=2fs,二，等效替代法：用恒力作功取代變力作功：例3：如圖所示，一物體（可視為質(zhì)點(diǎn)）在通過滑輪的繩子作用下沿水平面從A處運(yùn)動(dòng)到B處過程中繩對(duì)物體做的功為多少？已知：繩的自由端施加的力恒為F，在A處繩與水平面夾角為，在B處繩與水平面的夾角為，滑輪與地面間距離為H,解

3、：由于繩對(duì)物體的拉力在水平方向?yàn)樽兞Γ什荒苡肳=FS求解，但繩的自由端拉力所做的功等于繩對(duì)物體做的功，物體從A移到B時(shí)繩的自由端下降的位移為： S= - 繩對(duì)物體做的功為： W=FS=F（ - ）,三，平均值法：條件：力的方向不變，力的大小與位移為一次函數(shù)關(guān)系，則可： W= S求解。,例4，如圖，在水平面上用一根輕質(zhì)彈簧栓住一物體，彈簧處于原長(zhǎng)，物體在外力作用下緩緩向左移動(dòng)Sm后釋放，則彈簧從此時(shí)到恢復(fù)原長(zhǎng)的過程中彈簧彈力所做的功為多少？（且已知：彈簧的勁度為K。）,解：W= S= S= KS,例5，一邊長(zhǎng)為a的正方體木塊浮在液體中，靜止時(shí)有一半體積浸沒在水中，現(xiàn)用一向下的力將木塊緩慢地將其

4、壓入水中，則從如圖所示的位置到木塊剛好沒入水中的過程中，木塊克服水的浮力所做的功為多少？已知：水的密度為。,解：木塊在如圖位置受到的浮力為： F= a2g 木塊剛好全部浸沒時(shí)受到的浮力為： F=a3g 則從如圖所示的位置到木塊剛好沒入水中的過程中，木塊克服水的浮力所做的功為： W= =,四，圖像法：利用圖象求變力的功：,以上兩圖中的“面積”為變力的功,例6：用鐵錘將一鐵釘擊入木塊，設(shè)阻力與釘子進(jìn)入木板的深度成正比，每次擊釘時(shí)錘子對(duì)釘子做的功相同，已知第一次擊后釘子進(jìn)入木板1cm，則第二次擊釘子進(jìn)入木板的深度為多少？,解析：鐵錘每次做功與克服鐵釘阻力做的功相等，摩擦阻力大小與深度成正比，F(xiàn)=kx

5、，作出Fx圖象，如圖，圖線與x軸所夾陰影部分面積的值等于F對(duì)鐵釘做的功.由于兩次做功相等，故有：S1=S2(面積) 即： kx12= k(x2+x1)(x2x1) 得 所以第二次擊釘子進(jìn)入木板的 深度為：,五，用W=Pt公式求機(jī)車以恒定功率運(yùn)動(dòng)時(shí)牽引力的變力所做的功： 例7：質(zhì)量為5000Kg的汽車，在平直公路上以60kW的恒定功率從靜止開始啟動(dòng)，速度達(dá)到24m/s的最大速度后，立即關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，汽車從啟動(dòng)到最后停下通過的總位移為1200m.運(yùn)動(dòng)過程中汽車所受的阻力不變.求汽車運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.,解析:該過程中功率P恒定，牽引力的功可以通過W=Pt來求。汽車加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1，則： 達(dá)到最大速度時(shí)，

6、則 即 汽車加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 關(guān)閉油門后，汽車的運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)量定理得： 則汽車運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為：tt1t250s48s98s,六、運(yùn)用動(dòng)能定理求變力做功 動(dòng)能定理：合外力對(duì)物體做功等于物體的動(dòng)能的改變，或外力對(duì)物體做功的代數(shù)和等于物體動(dòng)能的改變。 已知一個(gè)物體在某個(gè)過程中的初動(dòng)能和末動(dòng)能，且可以求出該過程其它力做功，則可以用動(dòng)能定理求該過程中変力做功。,例8：如圖所示，原來質(zhì)量為m的小球用長(zhǎng)L的細(xì)線懸掛而靜止在豎直位置.用水平拉力F將小球緩慢地拉到細(xì)線與豎直方向成角的位置的過程中，拉力F做功為（ ） A. B. C. D.,圖2,D,七，用功和能的關(guān)系求變力作功：,例9、兩個(gè)底面積都是S的圓筒，放在同一水平面上，桶內(nèi)裝水，水面高度分別為h1和h2，如圖所示，已知水的密度為。現(xiàn)把連接兩桶的閥門打開，最后兩桶水面高度相等，求這過程中重力所做的功？,解析：由于水不可壓縮，把閥門打開到兩桶水面高度相等的過程中，用等效法把左管