高中物理人教版 (新课标)必修22.功教学ppt课件

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例1、以一定的初速度向上抛出一个小球，小球能上升的最大高度为h，空气阻力的大小恒为F，则从抛出到落回抛出点的过程中，重力对小球做的功： A、零 B、-mgh C、mgh D、-2mgh空气阻力对小球做的功： A、零 B、-Fh C、Fh D、-2Fh
一、分段法—全过程是变力，但一些分阶段是恒力
例2、如图所示,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,但方向始终保持与作用点的切线方向一致,则转动一周这个力F做的功应为:A.0 B.20π(J) C.10(J) D.20(J)
二、微元法 对于变力做功，不能直接用功的计算式 进行计算，但是我们可以把运动过程分成很多小段，每一小段内可认为F是恒力，先 求出每一小段内力F所做的功，然后累加起来就得到整个过程中变力所做的功
练1.用水平拉力拉着滑块沿半径为 R的水平圆轨道匀速运动一周，如图。已知物块的质量为m ，物块与轨道间的动摩擦因数为μ 。求此过程中滑动摩擦力所做的功。
【解析】物块受的摩擦力在整个运动过程中大小为 不变，但方向时刻变化，是变力，不能直接用公式求解。但是我们可以把圆周分成无数个小微元段，每一小段可近似成直线，从而摩擦力在每一小段上的方向可认为不变，求出每一小段上摩擦力做的功，然后再累加起来，便可求得结果。
练2、如图所示，小球用细线拴住在光滑的水平面上做匀速圆周运动。圆的半径是1m，小球的质量是0.1kg，线速度v=1m/s，则小球运动一周拉力做的功为多少？
例3.如图，一根绳子绕过高4m的滑轮（大小、摩擦均不计），绳的一端拴一质量为10kg的物体，另一侧沿竖直方向的绳被人拉住．若人拉住绳子前进3m，使物体匀速上升，则人拉绳所做的功为A．500J 　　　 B．300J 　 C．100J 　　　 D．50J
三、等效法(转换研究对象)----化变力做功为恒力做功
例4.水平轨道AB长为4米，有一质量为1kg的滑块（大小不计），从A处由静止开始受水平向右的力F作用，F的大小随位移变化关系如图所示，滑块与AB间动摩擦因数为0.25，求滑块从A到B过程中F做的功？
四、图像法（示功图）-----利用F－x图像，Ｆ－x图线与坐标轴所包围的面积即是力Ｆ做功的数值。
W=πR2/4=12.56J
练3.静止在水平面上的物体M，受到一水平向右的推力作用，在推力作用下向右运动了4m，水平推力随物体位移的变化图像如图所示，推力的最大值为4N，且力随位移的变化图线恰为四分之一圆周，求水平推力在此过程中所做的功？
五、平均力法-----若变力大小随位移是线性变化，且方向不变时，可将变力的平均值求出后用公式
例5. 一辆汽车质量为1×105kg，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是线性关系，满足F=103x+f，f是车所受阻力，当该车前进100m 时，牵引力做了多少功？
【解析】由于车的牵引力和位移的关系为F=103x+f，是线性关系，故前进100米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 ,所以前进100米过程中的平均牵引力为:
练4、如图所示，用力推物体使劲度系数为k的弹簧从原长压缩了长度L，求此过程中，物体克服弹力做了多少功？
1、计算变力做功的五种方法：分段法、微元法、等效法、图像法、平均力法
2、体会不同方法的适用情况，会正确分析和灵活运用
3、从功能关系角度去处理
课外练： 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)
解法一：平均力法.铁锤每次做功都用来克服铁钉阻力做的功，但摩擦阻力不是恒力，其大小与深度成正比，F=-f=kx，可用平均阻力来代替.
练5. 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)
第二次击入深度为x1到x2，
两次做功相等：W1=W2.
∴△x=x2-x1=0.41cm.