沪科版高中物理必修2课件:习题课 功与功率
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1、第3章,习题课 功与功率,学习目标 1.熟练掌握恒力做功的计算方法. 2.能够分析摩擦力做功的情况,并会计算一对摩擦力对两物体所做的功. 3.能区分平均功率和瞬时功率.,内容索引,重点知识探究, 当堂达标检测,重点知识探究,一、功的计算,1.恒力的功 功的公式WFscos ,只适用于恒力做功.即F为恒力,s是物体相对地面的位移,流程图如下:,2.变力做功的计算 (1)将变力做功转化为恒力做功. 在曲线运动或有往复的运动中,当力的大小不变,而方向始终与运动方向相同或相反时,这类力的功等于力和路程的乘积,力F与v同向时做正功,力F与v反向时做负功. (2)当变力做功的功率P一定时,如机车恒定功率启
2、动,可用WPt求功.,(4)用Fs图像求功 若已知Fs图像,则图像与s轴所围的面积表示功,如图1所示,在位移s0 内力F做的功W图1,例1 一物体在运动中受水平拉力F的作用,已知F随运动距离x的变化情况如图2所示,则在这个运动过程中F做的功为图2 A.4 J B.18 J C.20 J D.22 J,答案,解析,解析 方法一 由图可知F在整个过程中做功分为三个小过程,分别做功为 W122 J4 J,W212 J2 J W344 J16 J, 所以WW1W2W34 J(2)J16 J18 J. 方法二 Fx图像中图线与x轴所围成的面积表示做功的多少,x轴上方为正功,下方为负功,总功取三部分的代数
3、和, 即(222144)J18 J,B正确.,例2 在水平面上,有一弯曲的槽道AB,由半径分别为 和R的两个半圆构成.如图3所示,现用大小恒为F的拉力将一光滑小球从A点拉至B点,若拉力F的方向时时刻刻均与小球运动方向一致,则此过程中拉力所做的功为图3 A.零 B.FR C. FR D.2FR,答案,解析,解析 小球受到的拉力F在整个过程中大小不变,方向时刻变化,是变力.但是,如果把圆周分成无数微小的弧段,每一小段可近似看成直线,拉力F在每一小段上方向不变,每一小段上可用恒力做功的公式计算,然后将各段做功累加起来.设每一小段的长度分别为l1,l2,l3ln,拉力在每一段上做的功W1Fl1,W2F
4、l2WnFln,拉力在整个过程中所做 的功WW1W2WnF(l1l2ln),二、摩擦力做功的特点与计算,1.不论是静摩擦力,还是滑动摩擦力都既可能是动力也可能是阻力,也可能与位移方向垂直,所以不论是静摩擦力,还是滑动摩擦力既可以对物体做正功,也可以对物体做负功,还可以对物体不做功. 2.一对相互作用的滑动摩擦力等大反向但物体之间存在相对滑动,即两个物体的对地位移不相同,由WFscos 可判断一对相互作用的滑动摩擦力做功的总和不为零. 3.一对相互作用的静摩擦力等大反向且物体之间相对静止,即两个物体的对地位移相同,由WFscos 可判断一对相互作用的静摩擦力做功的总和为零.,例3 质量为M的木板
5、放在光滑水平面上,如图4所示.一个质量为m的滑块以某一速度沿木板表面从A点滑至B点,在木板上前进了l,同时木板前进了x,若滑块与木板间的动摩擦因数为,求摩擦力对滑块、对木板所做的功各为多少?滑动摩擦力对滑块、木板做的总功为多少?图4,答案 mg(lx) mgx mgl,答案,解析,解析 由题图可知,木板的位移为sMx时,滑块的位移为smlx,m与M之间的滑动摩擦力fmg. 由公式WFscos 可得,摩擦力对滑块所做的功为Wmmgsmcos 180mg(lx),负号表示做负功. 摩擦力对木板所做的功为WMmgsMmgx. 滑动摩擦力做的总功为WWmWMmg(lx)mgxmgl,三、功率的计算,1
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