资源描述：
《变力做功问题1.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、变力做功问题的处理方法1处理变力做功问题的基本思路1.应用功的基本计算公式2.应用平均功率3.应用动能定理5.应用功能关系4.用机械能守恒定律求变力做功一、应用功的基本计算公式求变力做功例题1.如图所示,某力F=10N作用于半径R=1m的转盘的边缘上,力F的大小保持不变,但方向始终保持与作用点的切线方向一致,则转动一周这个力F做的总功应为：A、0JB、20πJC、10JD、20J.1.微元法分析与解：把圆周分成无限个小元段,每个小元段可认为与力在同一直线上,故ΔW=FΔS则转一周中各个小元段做功的代数和为W=
2、F×2πR=10×2πJ=20πJ=62.8J故B正确.应用此法,要注意理解力的特点,即力的大小不变且力的方向始终与运动方向相同或相反.注意掌握结论:功等于力与路程的乘积.练习:在水平面上,有一弯曲的槽道AB,槽道由半径分别为R/2和R的两个半圆构成,如图所示.现用大小恒为F的拉力将一光滑小球从A点沿槽道拉至B点,若拉力F的方向始终与小球运动方向一致,则此过程中拉力所做的功为:A.零B.FRC.3πFR/2D.2πFRABRFR/2C例题2.如图,定滑轮至滑块的高度为h,已知细绳的拉力为F(恒定),滑块沿水平
3、面由A点前进S至B点,滑块在初、末位置时细绳与水平方向夹角分别为α和β.求滑块由A点运动到B点过程中,绳的拉力对滑块所做的功.2.等值法分析与解:设绳对物体的拉力为T,显然人对绳的拉力F等于T,T在对物体做功的过程中大小虽然不变,但其方向时刻在改变,因此该问题是变力做功的问题.但是在滑轮的质量以及滑轮与绳间的摩擦不计的情况下,人对绳做的功就等于绳的拉力对物体做的功.而拉力F的大小和方向都不变,所以F做的功可以用公式W=FScosa直接计算.由图可知,在绳与水平面的夹角由α变到β的过程中,拉力F的作用点的位移大
4、小为：例题3.一辆汽车质量为105kg,从静止开始运动,其阻力为车重的0.05倍.其牵引力的大小与车前进的距离变化关系为F=103x+f0,f0是车所受的阻力.当车前进100m时,牵引力做的功是多少？分析与解:由于车的牵引力和位移的关系为F=103x+f0,是线性关系,故前进100m过程中的牵引力做的功可看作是平均牵引力所做的功.由题意可知f0＝0.05×105×10N＝5×104N,所以前进100m过程中的平均牵引力:∴W＝S＝1×105×100J＝1×107J。应用此法,要求变力与位移间须呈一次函数关系.
5、3.平均力法例题4.用铁锤将一铁钉击入木块,设木块对铁钉的阻力与铁钉进入木块内的深度成正比.在铁锤击第一次时,能把铁钉击入木块内1cm.问击第二次时,能击入多少深度?(设铁锤每次做功相等)4.图象法分析与解:因为阻力F=kx,以F为纵坐标，F方向上的位移x为横坐标,作出F-x图象.曲线上面积的值等于F对铁钉做的功.由于两次做功相等，故有：S1=S2(面积表示功)即：所以Δx=x2-x1=0.41cm应用此法,关键一是正确画出力随位移变化的图象,再是正确理解图象“面积”的物理意义.练习:如图所示,图线表示作用在
6、做直线运动的物体上的合外力与物体运动位移的对应关系,物体开始时处于静止状态,则当物体在外力的作用下,运动30m的过程中,合外力对物体做的功为J.S/mF/N48102030200二、应用平均功率求变力做功例题5.正执行巡逻任务的我海军舰艇“猎鹰”号,突然接到命令:前往某海域拦截一走私渔船,该舰艇接到命令后,立即调转船头加速前进.经过5min前进了6km,提前到达目的地.若在这段时间内舰艇发动机的功率恒为10MW,舰艇所受的阻力恒为5kN.则在这段时间内舰艇牵引力做的功是多少?分析与解:在这段时间内,由P=FV
7、知牵引力是变力,但由题意又知牵引力的功率恒定,所以可根据W=Pt来计算牵引力的功:W=Pt=10×106×5×60=3×109J当变具有功率恒定特点时,可选用平均功率法求解.练习:一列火车由机车牵引沿水平轨道行使,经过时间t,其速度由0增大到v.已知列车总质量为M,机车功率P保持不变，列车所受阻力f为恒力.求:这段时间内列车通过的路程.分析解答:以列车为研究对象,列车水平方向受牵引力和阻力.设列车通过路程为s.据动能定理三、用动能定理求变力做功例题6.某人用力将质量为m的小球,在高度为H处抛出,已知当小球刚要
8、落地时的速度为V,则该人在抛球过程中对小球做的功为多少?分析与解:人抛球时对球的作用力是变力,且不具备应用以上方法的特点,但我们可应用动能定理利用球动能的变化求出此功.在整个过程中,人及球的重力对球做功,根据动能定理得:W+mgH=mv2/2解得:W=mV2/2-mgH练习:如图所示,AB为1/4圆弧轨道,半径为0.8m,BC是水平轨道,长L=3m,BC处的摩擦系数为1/15,今有质量m=1kg的物
