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《2018-2019學(xué)年高中物理第3章動(dòng)能的變化與機(jī)械功習(xí)題課功與功率學(xué)案》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、習(xí)題課 功與功率[學(xué)習(xí)目標(biāo)] 1.熟練掌握恒力做功的計(jì)算方法.2.能夠分析摩擦力做功的情況，并會計(jì)算一對摩擦力對兩物體所做的功.3.能區(qū)分平均功率和瞬時(shí)功率．一、功的計(jì)算1．恒力的功功的公式W＝Fscosα，只適用于恒力做功．即F為恒力，s是物體相對地面的位移，流程圖如下：2．變力做功的計(jì)算(1)將變力做功轉(zhuǎn)化為恒力做功．在曲線運(yùn)動(dòng)或有往復(fù)的運(yùn)動(dòng)中，當(dāng)力的大小不變，而方向始終與運(yùn)動(dòng)方向相同或相反時(shí)，這類力的功等于力和路程的乘積，力F與v同向時(shí)做正功，力F與v反向時(shí)做負(fù)功．(2)當(dāng)變力做功的功率P一定時(shí)，如機(jī)車恒定功率啟動(dòng)，可用W＝Pt求功．(3)用平均力求功：若力F隨位移s線性變化，則可以
2、用一段位移內(nèi)的平均力求功，如將勁度系數(shù)為k的彈簧拉長s時(shí)，克服彈力做的功W＝s＝·s＝ks2.(4)用F－s圖像求功若已知F－s圖像，則圖像與s軸所圍的面積表示功，如圖1所示，在位移s0內(nèi)力F做的功W＝s0.圖1例1 在水平面上，有一彎曲的槽道AB，由半徑分別為和R的兩個(gè)半圓構(gòu)成．如圖2所示，現(xiàn)用大小恒為F的拉力將一光滑小球從A點(diǎn)拉至B點(diǎn)，若拉力F的方向總是與小球運(yùn)動(dòng)方向一致，則此過程中拉力所做的功為( )圖2A．零B．FRC.πFRD．2πFR答案 C解析 小球受到的拉力F在整個(gè)過程中大小不變，方向時(shí)刻變化，是變力．但是，如果把圓周分成無數(shù)微小的弧段，每一小段可近似看成直線，拉力F在每
3、一小段上方向不變，每一小段上可用恒力做功的公式計(jì)算，然后將各段做功累加起來．設(shè)每一小段的長度分別為l1，l2，l3…ln，拉力在每一段上做的功W1＝Fl1，W2＝Fl2…Wn＝Fln，拉力在整個(gè)過程中所做的功W＝W1＋W2＋…＋Wn＝F(l1＋l2＋…＋ln)＝F＝πFR.例2 某人利用如圖3所示的裝置，用100N的恒力F作用于不計(jì)質(zhì)量的細(xì)繩的一端，將物體從水平面上的A點(diǎn)移到B點(diǎn)．已知α1＝30°，α2＝37°，h＝1.5m，不計(jì)滑輪質(zhì)量及繩與滑輪間的摩擦．求繩的拉力對物體所做的功(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)．圖3答案 50J解析 由于不計(jì)繩與滑輪的質(zhì)量及摩擦，所以恒力F
4、做的功和繩對物體的拉力做的功相等．本題可以通過求恒力F所做的功求出繩對物體的拉力所做的功．由于恒力F作用在繩的端點(diǎn)，故需先求出繩的端點(diǎn)的位移s，再求恒力F做的功．由幾何關(guān)系知，繩的端點(diǎn)的位移為s＝－＝h＝0.5m在物體從A移到B的過程中，恒力F做的功為W＝Fs＝100×0.5J＝50J.故繩的拉力對物體所做的功為50J.【考點(diǎn)】變力功的計(jì)算【題點(diǎn)】轉(zhuǎn)化法求變力做功二、摩擦力做功的特點(diǎn)1．無論是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力，都可以做正功，也可以做負(fù)功，或者不做功．如下面幾個(gè)實(shí)例：(1)如圖4所示，在一與水平方向夾角為θ的傳送帶上，有一袋水泥相對于傳送帶靜止．圖4當(dāng)水泥隨傳送帶一起勻速向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，靜
5、摩擦力f對水泥做負(fù)功；當(dāng)水泥隨傳送帶一起勻速向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，靜摩擦力f對水泥做正功．(2)如圖5所示，人和物體隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，人和物體受到的靜摩擦力的方向始終與運(yùn)動(dòng)方向垂直，不做功．圖5(3)如圖6所示，汽車加速行駛時(shí)，若車上的貨物相對車向后發(fā)生了滑動(dòng)，則貨物受到的滑動(dòng)摩擦力f方向向前，與貨物相對于地的位移方向相同，對貨物做正功．圖62．一對相互作用的靜摩擦力做功的代數(shù)和一定為零，如果一個(gè)做了W的正功，另一個(gè)必做W的負(fù)功．3．一對相互作用的滑動(dòng)摩擦力做功的代數(shù)和一定是負(fù)值．例3 質(zhì)量為M的木板放在光滑水平面上，如圖7所示．一個(gè)質(zhì)量為m的滑塊以某一初速度沿木板表面從A點(diǎn)滑至B點(diǎn)，在木板
6、上前進(jìn)了l，同時(shí)木板前進(jìn)了s，若滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，求摩擦力對滑塊、對木板所做的功各為多少？滑動(dòng)摩擦力對滑塊、木板做的總功為多少？圖7答案?。蘭g(l＋s) μmgs?。蘭gl解析 由題圖可知，木板的位移為sM＝s時(shí)，滑塊的對地位移為sm＝l＋s，m與M之間的滑動(dòng)摩擦力f＝μmg.由公式W＝Fscosα可得，摩擦力對滑塊所做的功為Wm＝μmgsmcos180°＝－μmg(l＋s)，負(fù)號表示做負(fù)功．摩擦力對木板所做的功為WM＝μmgsM＝μmgs.滑動(dòng)摩擦力做的總功為W＝Wm＋WM＝－μmg(l＋s)＋μmgs＝－μmgl【考點(diǎn)】恒力做功的計(jì)算【題點(diǎn)】摩擦力做功的計(jì)算針對訓(xùn)練
7、在光滑的水平地面上有質(zhì)量為M的長木板A，如圖8所示，木板上放一質(zhì)量為m的物體B，A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.今在物體B上加一水平恒力F，B和A發(fā)生相對滑動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t，B未滑離木板A.圖8(1)求摩擦力對A所做的功；(2)求摩擦力對B所做的功；(3)若木板A固定，求B對A的摩擦力對A做的功．答案 (1)t2 (2)－ (3)0解析 (1)木板A在滑動(dòng)摩擦力的作用下，向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得μmg＝MaA，所
