變力做功課件.ppt

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1、一、功的概念1.定義：物體受到力的作用，并在力方向上發(fā)生一段位移，就說(shuō)力對(duì)物體做了功.2.公式：W=FLcosα，其中α為F與L的夾角，F(xiàn)是力的大小，L一般是物體相對(duì)地面的位移，而不是相對(duì)于和它接觸的物體的位移.3.應(yīng)用中的注意點(diǎn)①公式只適用于恒力做功②F和L是對(duì)應(yīng)同一個(gè)物體的；③恒力做功多少只與Ｆ、L及二者夾角余弦有關(guān)，而與物體的加速度大小、速度大小、運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)短等都無(wú)關(guān)，即與物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)無(wú)關(guān)，同時(shí)與有無(wú)其它力做功也無(wú)關(guān)。4.物理意義：功是能量轉(zhuǎn)化的量度.5.單位：焦耳(J)　1J=1N·m.6.功是標(biāo)量，沒(méi)有方向、但是有正負(fù),正負(fù)表示物體是

2、輸入了能量還是輸出了能量.①當(dāng)0≤α＜90°時(shí)W＞0，力對(duì)物體做正功；若物體做直線運(yùn)動(dòng)，由力和位移夾角來(lái)判斷較方便。②當(dāng)α=90時(shí)W=0，力對(duì)物體不做功；③當(dāng)90°＜α≤180°時(shí)，W＜0，力對(duì)物體做負(fù)功或說(shuō)成物體克服這個(gè)力做功.若物體做曲線運(yùn)動(dòng)，利用力和速度的夾角來(lái)判斷做。①０≤α＜９０Ｏ時(shí)，力對(duì)物體做正功；②α＝９０Ｏ時(shí)，力對(duì)物體不做功。③９０Ｏ＜α≤１８０Ｏ時(shí)，力對(duì)物體做負(fù)功（或物體克服力做功）。7.合力的功——有兩種方法：（1）先求出合力，然后求總功，表達(dá)式為（?為合力與位移方向的夾角）（2）合力的功等于各分力所做功的代數(shù)和，即二、變力做

3、功的計(jì)算公式適用于恒力功的計(jì)算，對(duì)于變力做功的計(jì)算，一般有以下幾種方法1、微元法對(duì)于變力做功，不能直接用公式進(jìn)行計(jì)算，但是我們可以把運(yùn)動(dòng)過(guò)程分成很多小段，每一小段內(nèi)可認(rèn)為F是恒力，用公式求出每一小段內(nèi)力F所做的功，然后累加起來(lái)就得到整個(gè)過(guò)程中變力所做的功。這種處理問(wèn)題的方法稱(chēng)為微元法，這種方法具有普遍的使用性。但在高中階段主要用于解決大小不變，方向總與運(yùn)動(dòng)方向相同或相反的變力的做功問(wèn)題。每一小段，就可利用公式W=Flcosα計(jì)算功。再把所有的功都加起來(lái)，就是變力整個(gè)過(guò)程所做的功。每小段都足夠小直線經(jīng)過(guò)時(shí)間足夠短恒力（微積分初步思想）12F....

4、1234例1、用水平拉力，拉著滑塊沿半徑為R的水平圓軌道運(yùn)動(dòng)一周，如圖1所示，已知物體的質(zhì)量為m，物體與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。求此過(guò)程中的摩擦力所做的功。分析解答：把圓軌道分成無(wú)窮多個(gè)微元段S1,S2,S3,Sn.　　　　　　摩擦力在每一段上可認(rèn)為是恒力，則每一段是摩擦力的功分別摩擦力在一周內(nèi)所做的功。小結(jié)點(diǎn)評(píng)：對(duì)于變力做功，一般不能用功的公式直接進(jìn)行計(jì)算，但有時(shí)可以根據(jù)變力的特點(diǎn)變通使用功的公式，如力的大小不變而方向總與運(yùn)動(dòng)方向相同或相反時(shí)，可用公式計(jì)算該力的功，但式子中的s不是物體運(yùn)動(dòng)的位移，而是物體運(yùn)動(dòng)的路程。發(fā)散演習(xí)１：如圖所示，某個(gè)力

5、F=10N作用與半徑R=1m的轉(zhuǎn)盤(pán)的邊緣上，力F的大小保持不變，但方向任何時(shí)刻與作用點(diǎn)的切線方向保持一致。則轉(zhuǎn)動(dòng)半圓，這個(gè)力F做功多少？答案：31.4J發(fā)散演習(xí)2如圖所示,某力F=10N作用于半徑R=1m的轉(zhuǎn)盤(pán)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（）A0　B20πJC10J　D20J發(fā)散演習(xí)3如圖所示,在水平面上,有一彎曲的槽道AB,槽道由半徑分別為R/2和R的兩個(gè)半圓構(gòu)成.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的方向始終與小球運(yùn)動(dòng)方向一致,則此過(guò)程中拉力所做的

6、功為（）A零BFRC3πFR/2D2πFRABRFR/2在直角坐標(biāo)系中，用縱坐標(biāo)表示作用在物體上的力F，橫坐標(biāo)表示物體在力的方向上的位移s，如果作用在物體上的力是恒力，則其F-s圖象如圖4所示。經(jīng)過(guò)一端時(shí)間物體發(fā)生的位移為S，則圖線與坐標(biāo)軸所圍成的面積（陰影面積）在數(shù)值上等于對(duì)物體做的功Ｗ＝Ｆｓ，s軸上方的面積表示對(duì)物體做的正功，S軸下方的面積表示力對(duì)物體做負(fù)功（如圖（b）所示）。2、圖象法如果F-s圖象是一條曲線（如圖5所示），表示力的大小隨位移不斷變化，在曲線下方作階梯形折線，則折線下放每個(gè)小矩形面積分別表示相應(yīng)恒力所做的功。當(dāng)階梯折線越分越

7、密時(shí)，這些小矩形的總面積越趨進(jìn)于曲線下方的總面積，可見(jiàn)曲線與坐標(biāo)所圍成的面積在數(shù)值上等于變力所做的功。由于F-s圖象可以計(jì)算功，因此F-s圖象又稱(chēng)為示功圖。例2、子彈以速度v0射入墻壁，如射深度為h，若子彈在墻壁中受到的阻力與深度成正比，欲使子彈的入射深度為2h，求子彈的速度應(yīng)增大到多少？正確解答:設(shè)射入深度為h時(shí)，子彈克服阻力做功w1；射入深度為2h時(shí)，子彈克服阻力做功W2。由圖6可知W2=4W1思路點(diǎn)撥：阻力隨深度的變化圖象如圖6所示，由圖象求出子彈克服阻力所做的功，在由動(dòng)能定理進(jìn)行求解。根據(jù)動(dòng)能定理，子彈減少的動(dòng)能用于克服阻力做功，有聯(lián)立求

8、解得：發(fā)散演習(xí)1：一物體以初速度v0沖向與豎起墻壁相連的輕質(zhì)彈簧，墻壁與物體間的彈簧被物體壓縮，在此過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是：（）A、物