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《8.1.2变力和摩擦力功的计算课件(共24张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。
§8.1.2变力和摩擦力功的计算
1.公式：F----恒力的大小（正值）l----力的作用点相对地面的位移大小（正值）α----F与l的夹角（0～180°）注：公式只适用于恒力做功！当力的大小或方向变化时，只能用该公式做是否做功和正负功的定性判断，不能直接用该式作定量的计算。W=Flcosα温故知新
21、F—l图像面积法OFlOFl（2）适用条件：适用于力的方向不变，已知F大小随位移l变化图像。（1）概述：F—l图线与l轴所围的面积等于力F做功的数值。上方面积取正值，表示力做正功；下方面积为负值，代表力做负功.W=S矩形W=SW=S1-S2SS矩形S1S2一、变力功的计算
3【例题】如图所示，轻弹簧一端与竖直墙壁连接，另一端与一质量为m的木块连接，放在光滑的水平面上，弹簧的劲度系数为k，弹簧处于自然状态。（1）今用水平力缓慢拉物体，使物体前进距离s，求拉力所做功？（2）弹簧从拉伸s1到s2的过程中，拉力所做功？s1s2W’=F’平均Lcosα=（ks1+ks2）/2·（s2-s1）=（ks22/2）-（ks12/2）
4（1）论述：当力的方向不变，大小随位移L(不是随时间t）均匀变化（或按线性规律变化）时，则力F在位移上的平均值F平均=(F1十F2)/2，再由W=F平均Lcosα计算功。（2）适用范围：力的方向不变，大小随位移均匀变化。（3）平均力：F平均=(F1十F2)/2，F1为初始时刻变力大小，F2为发生位移L后的变力大小。（4）表达式：2、平均力法（5）平均力条件是面积法条件的特殊情况，可用平均力法求解，一定可以用面积法
5【例题】如图所示，轻弹簧一端与竖直墙壁连接，另一端与一质量为m的木块连接，放在光滑的水平面上，弹簧的劲度系数为k，弹簧处于自然状态。（1）今用水平力缓慢拉物体，使物体前进距离x，求拉力所做功？（2）弹簧从拉伸x1到x2的过程中，拉力所做功？答案：（1）W=F平均Lcosα=kx/2·x=kx2/2（2）W’=（kx22/2）-（kx12/2）
6【变式训练】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）
73、微元法(1)概述：当力的大小不变,方向随速度方向变化而变化，但始终与速度方向的夹角不变时,把物体的运动过程分为无数小段,每一小段速度方向不变,即该力的方向不变，可认为每小段是恒力做功。先求力在每一小段上的功，再求和即可。（2）适用范围：力的大小不变，方向变化但和速度夹角不变。（3）三种特殊情况下的变力功求值核心思想：将变力转化为恒力
8【例题】用水平拉力拉着物块沿半径为R的水平圆轨道运动一周，如图所示，已知物块与轨道间的动摩擦因数为μ，物块质量为m，求此过程中摩擦力做的功。Wf=–fΔs1+（–fΔs2）+（–fΔs3）+……=–f（Δs1+Δs2+Δs3+……）=–μmg2πR
9A.0B.63J C.10JD.20J【变式训练1】某个力F=10N作用于半径为R=1m的转盘边缘上，力F的大小保持不变，但方向始终与作用点的切线方向保持一致，则转动一周的过程中的这个力F所做的功应为（）B
10【变式训练2】用水平拉力拉着物块沿半径为R的水平圆轨道运动一周，已知水平拉力大小不变，方向始终和速度方向从成夹角α，求此过程中水平力拉力F做的功。F⌒α答案：WF=F2πRcosα
114、变力转换恒力法（1）分段转换法：力在全程是变力，但在每一个阶段是恒力，这样就可以先计算每个阶段的功，再利用求和的方法计算整个过程中变力做的功．（2）等效替换法：若某一变力的功和某一恒力的功相等,则可以用求得的恒力的功来作为变力的功．
12【例题1】以一定的初速度竖直向上抛出一个小球，小球上升的最大高度为h，空气阻力的大小恒为Ff，则从抛出点至落回到原出发点的过程中，空气阻力对小球做的功为()A．0B．－FfhC．－2FfhD．－4FfhC分段转换法：W总=W1+W2=-F1S1-F2S2
13【例题2】如图，人用恒力F通过光滑的定滑轮把静止在水平面上的物体（可视为质点）从位置A缓慢拉到位置B。已知物体质量为m，定滑轮离水平地面高度为h，物体在水平位置A、B时，绳与水平方向的夹角分别为α、β。绳重及一切摩擦不计，求绳的拉力对物体做的功。ABFβαh等效替换法：W变=W恒
14由动能定理Ｗ＝ΔＥＫ可知，将变力的功转换为物体动能的变化量，可将问题轻易解决。6、用动能定理进行求解：7、用功能关系进行求解5、6、7种方法学了后面知识，再讲解。5、功率法：若变力做功的功率恒定和做功时间已知的，则可以用W=Pt来求变力的功
15摩擦力做功的计算
16例1.小木块置于旋转的水平转台上，随转台一起匀速转动，小木块受到的摩擦力方向______圆心，对木块______功；若小木块随转台一起减速转动而没有相对滑动，则小木块受到的摩擦力方向______圆心，对木块做————功。不做负1、静摩擦力做功：不指向指向
17【例题1】AB两物体叠放在光滑水平面上，保持相对静止一起向右做匀加速运动移动S，则摩擦力f1对A做功，f2对B做功。f1、f2对系统所做功分别为多少？W1+W2=0W1=-f1SW2=f2SFABf1f2FABf1f2SS
18静摩擦力做功的特点（1）静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。（2）静摩擦力做功的过程中，只有机械能的相互转移（静摩擦力起着转移机械能的作用），不会有机械能转化为其他形式的能（3）相互摩擦的系统内，一对静摩擦力所做功的代数和总为零。
19【例题2】AB两物体叠放在光滑水平面上，A物体在力F作用下在B物体上相对滑动，则f1对A做功，f2对B做功。f1、f2对系统所做功分别为多少？S2S1W1=－fS1W2=fS2W1+W2=f(S2－S1)=－fΔSΔS一对滑动摩擦力对相互接触的两物体做功必定一正一负，且代数和必定为负功BAFAf1Bf22、滑动摩擦力做功：
20【例题3】质量为m的物体沿倾角为θ的粗糙斜面下滑，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，斜面高为h。物体从斜面顶端滑至底端的过程中，物体所受滑动摩擦力对物体做了多少功？mgNf物体沿斜面运动过程中，滑动摩擦力做功：wf=μmgX（X为动摩擦因数，L为斜面底边长），与斜面长L和倾角θ无关θLhXwf=μmgcosθ(X/cosθ)=μmgX
211432【变式训练】（多选）如图所示水平地面上有四个不同的固定斜面，2轨道和水平面夹角为45º，四个斜面与物体间的动摩擦因数相同，同一物体沿四个斜面从顶端开始由静止下滑到底部的过程中，下列说法正确的是()A,3轨道上运动时间最短，且滑动摩擦力做功最少B．1、4轨道上运动时间一定不同，滑动摩擦力做功相同C．1轨道底端速度最大D．2、3轨道底端速度相同AC
22(3)一对滑动摩擦力对相互接触的两物体一定做负功：W总=-fΔSΔS是两物体的相对路程不是单个物体的路程(4)摩擦生热Q=W总=fΔS（ΔS为相互接触物体间的相对路程）(2）滑动摩擦力对单个物体所做功：W=±fs路，s路是路程不是位移：（与运动的路径有关）滑动摩擦力做功的特点（1）滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。注意：空气阻力(与速度始终反向)一定做负功，W=-fs路(5)物体沿斜面自由下滑过程中，滑动摩擦力对物体做功：wf=μmgX（X为斜面底边长），与斜面长L和倾角θ无关
23谢谢再见！
