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《2018-2019學年高中物理 第3章 動能的變化與機械功 習題課 功與功率學案 滬科版必修2》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在教育資源-天天文庫。
1、習題課 功與功率[學習目標] 1.熟練掌握恒力做功的計算方法.2.能夠分析摩擦力做功的情況，并會計算一對摩擦力對兩物體所做的功.3.能區(qū)分平均功率和瞬時功率．一、功的計算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．變力做功的計算(1)將變力做功轉化為恒力做功．在曲線運動或有往復的運動中，當力的大小不變，而方向始終與運動方向相同或相反時，這類力的功等于力和路程的乘積，力F與v同向時做正功，力F與v反向時做負功．(2)當變力做功的功率P一定時，如機車恒定功率啟動，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
2、以用一段位移內的平均力求功，如將勁度系數(shù)為k的彈簧拉長s時，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的兩個半圓構成．如圖2所示，現(xiàn)用大小恒為F的拉力將一光滑小球從A點拉至B點，若拉力F的方向總是與小球運動方向一致，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在整個過程中大小不變，方向時刻變化，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
3、在每一小段上方向不變，每一小段上可用恒力做功的公式計算，然后將各段做功累加起來．設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作用于不計質量的細繩的一端，將物體從水平面上的A點移到B點．已知α1＝30°，α2＝37°，h＝1.5m，不計滑輪質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 由于不計繩與滑輪的質量及摩擦，所以
4、恒力F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，故需先求出繩的端點的位移s，再求恒力F做的功．由幾何關系知，繩的端點的位移為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】變力功的計算【題點】轉化法求變力做功二、摩擦力做功的特點1．無論是靜摩擦力還是滑動摩擦力，都可以做正功，也可以做負功，或者不做功．如下面幾個實例：(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當水泥隨傳送帶一起勻速向下運
5、動時，靜摩擦力f對水泥做負功；當水泥隨傳送帶一起勻速向上運動時，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動，人和物體受到的靜摩擦力的方向始終與運動方向垂直，不做功．圖5(3)如圖6所示，汽車加速行駛時，若車上的貨物相對車向后發(fā)生了滑動，則貨物受到的滑動摩擦力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，如果一個做了W的正功，另一個必做W的負功．3．一對相互作用的滑動摩擦力做功的代數(shù)和一定是負值．例3 質量為M的木板放在光滑水平面上，如圖7所示．一個質量為m的滑塊以某一初速度沿木板表面從A點滑至B
6、點，在木板上前進了l，同時木板前進了s，若滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ，求摩擦力對滑塊、對木板所做的功各為多少？滑動摩擦力對滑塊、木板做的總功為多少？圖7答案?。蘭g(l＋s) μmgs －μmgl解析 由題圖可知，木板的位移為sM＝s時，滑塊的對地位移為sm＝l＋s，m與M之間的滑動摩擦力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)，負號表示做負功．摩擦力對木板所做的功為WM＝μmgsM＝μmgs.滑動摩擦力做的總功為W＝Wm＋WM＝－μmg(l＋s)＋μmgs＝－μmgl【考點】恒力做功的計算【題點】摩擦力做功的計
7、算針對訓練 在光滑的水平地面上有質量為M的長木板A，如圖8所示，木板上放一質量為m的物體B，A、B之間的動摩擦因數(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，經(jīng)過時間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在滑動摩擦力的作用下，向右做勻加速直線運動，由牛頓第二定律得μmg＝MaA，所
