高中物理教科版 (2019)必修 第二册1 功一等奖ppt课件

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专题强化　摩擦力做功问题　　　　　　变力做功的计算
1.理解摩擦力做功的特点，会分析一对相互作用的摩擦力的做功情况(难点)。2.掌握一般的变力做功的求解方法(重难点)。
如图所示，在光滑的水平面上，物体A放在长为l的木板B的右端，现用水平力F向右拉木板。
(1)若物体A相对木板B滑动，当B前进x时，物体A从木板B左端滑下。已知A、B间的滑动摩擦力为f，求摩擦力分别对A、B做了多少功？这一对滑动摩擦力做功的总和为多少？
答案　滑动摩擦力对A做的功为f(x－l)，对B做的功为－fx，这一对滑动摩擦力做功的总和为－fl。
(2)若物体A相对木板B没有滑动，已知当B前进x时，物体A受到的静摩擦力为f′，求静摩擦力分别对A、B做了多少功？这一对静摩擦力做功的总和为多少？
答案　静摩擦力对A做的功为f′x，对B做的功为－f′x，这一对静摩擦力做功的总和为0。
1.不论是静摩擦力，还是滑动摩擦力，都可以是动力也可以是阻力，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，既可能对物体做正功，也可能对物体做负功，还可能不对物体做功。2.一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W＝Fxcs α可判断两个相互作用的静摩擦力做功的总和为零。3.一对相互作用的滑动摩擦力等大反向但物体之间相对滑动，即两个物体的对地位移不相同，由W＝Fxcs α可判断两个相互作用的滑动摩擦力做功的总和不为零，且两力做功的总和一定为负值。
　(多选)如图所示，一子弹以水平速度射入放置在光滑水平面上原来静止的木块，并留在木块中，在此过程中子弹钻入木块的深度为d，木块的位移为l，木块与子弹间的摩擦力大小为F，则A.F对木块做功为FlB.F对木块做功为F(l＋d)C.F对子弹做功为－FdD.F对子弹做功为－F(l＋d)
木块的位移为l，由W＝Flcs α得F对木块做功为Fl，子弹的位移为l＋d，木块对子弹的摩擦力的方向与位移方向相反，故木块对子弹的摩擦力做负功，W＝－F(l＋d)，故A、D正确。
　如图所示，同一物体分别沿斜面AO、BO、CO自斜面顶点由静止开始下滑，该物体与各斜面间的动摩擦因数均相同，在滑行过程中克服摩擦力做功分别为WA、WB和WC，则A.WA>WB>WC B.WA＝WB>WCC.WA>WB＝WC D.WA＝WB＝WC
1.将变力做功转化为恒力做功(1)平均值法
(2)微元法功的公式只能计算恒力做功，若一个力的大小不变，只改变方向时，可将运动过程分成很多小段，每一小段内F可看成恒力，求出每一小段内力F做的功，然后累加起来得到整个过程中变力所做的功。
例如物体在水平面上做曲线运动，所受摩擦力大小为μmg，路程为s，采用微元法求摩擦力做的功：W1＝－μmgΔs1W2＝－μmgΔs2W3＝－μmgΔs3…W＝W1＋W2＋W3＋…＝－μmg(Δs1＋Δs2＋Δs3＋…)＝－μmgs
(3)转换研究对象法如图所示，人站在水平地面上以恒力拉绳，绳对小车的拉力是个变力(大小不变，方向改变)，但人拉绳的力是恒力，于是转换研究对象，用人对绳子所做的功来求绳子对小车所做的功。
　(2023·眉山市高一期中)在多年前的农村，人们往往会选择让驴来拉磨把食物磨成粉浆，假设驴对磨杆的平均拉力为400 N，驴对磨杆的拉力方向时刻与磨杆垂直，半径r为0.5 m，转动一周为5 s，则A.驴转动一周拉力所做的功为0B.驴转动一周拉力所做的功为400π JC.驴转动一周拉力的平均功率为120π WD.磨盘边缘的线速度为π m/s
驴对磨的拉力沿圆周切线方向，拉力作用点的速度方向也沿圆周切线方向，故可认为拉磨过程中拉力方向始终与速度方向相同，故根据微元法可知，拉力对磨盘所做的功等于拉力的大小与拉力作用点沿圆周运动弧长的乘积，则磨转动一周，对应的弧长L＝2πr＝π m，所以驴转动一周拉力所做的功W＝FL＝400π J，故A错误，B正确；
当力的大小不变，而方向始终与运动方向相同或相反时，力F做的功与路程有关，W＝Fs或W＝－Fs，其中s为物体通过的路程。
　 (2023·达州市高一期中)静止于水平地面上质量为1 kg的物体，在水平拉力F＝4＋2x(式中F为力的大小、x为位移的大小，力F、位移x的单位分别是N、m)作用下，沿水平方向移动了5 m。已知重力加速度g＝10 m/s2，则在物体从x＝0移动到x＝5 m的过程中拉力所做的功为A.35 J B.45 J C.55 J D.65 J
　 (多选)(2022·西安市高一期末)力F对物体所做的功可由公式W＝F·xcs α求得。但用这个公式求功是有条件的，即力F必须是恒力。而实际问题中，有很多情况是变力在对物体做功。那么，用这个公式不能直接求变力的功，我们就需要通过其他的一些方法来求解力F所做的功。如图，对于甲、乙、丙、丁四种情况下求解某个力所做的功，下列说法正确的是A.甲图中，若F大小不变，物块从A到C过程中力F 做的功为W＝F(OA－OC)B.乙图中，全过程F做的总功为72 JC.丙图中，绳长为R，若空气阻力F阻大小不变，小 球从A运动到B过程中空气阻力做的功W＝ πRF阻D.丁图中，F始终保持水平，无论是F缓慢将小球 从P拉到Q，还是F为恒力将小球从P拉到Q，F 做的功都是W＝Flsin θ
甲图中，因沿着同一根绳做功的功率相等，则力对绳做的功等于绳对物块做的功，则物块从A到C过程中力F做的功为W＝F(OA－OC)，故A正确；乙图中，因为F－x图像与x轴围成的面积表示功，则全过程F做的总功为W＝15×6 J＋(－3)×6 J＝72 J，故B正确；
丁图中，F始终保持水平，当F为恒力时将小球从P拉到Q，F做的功是W＝Flsin θ，而F缓慢将小球从P拉到Q，F为水平方向的变力，F做的功不能用力乘位移计算，故D错误。
1.关于摩擦力做功，以下说法正确的是A.静摩擦力一定不做功B.滑动摩擦力一定做负功C.滑动摩擦力不可能做正功D.无论是滑动摩擦力还是静摩擦力，都有可能不做功
2.(2022·麻城市第二中学月考)下列关于力对物体做功的说法正确的是A.摩擦力对物体做功的多少与路径无关B.合力不做功，物体必定做匀速直线运动C.一对作用力和反作用力，可能其中一个力做功，而另一个力不做功D.在相同时间内作用力与反作用力做功绝对值一定相等，一正一负
摩擦力做功W＝fs，其中s为路程，摩擦力对物体做功多少与路径有关，A错误；做匀速圆周运动的物体，合外力不做功，但物体做曲线运动，B错误；作用力和反作用力的作用点的位移可能同向，也可能反向，大小可以相等，也可以不等，也有可能一个有位移，另一个位移为0，则可能其中一个力做功，而另一个力不做功，在相同时间内作用力与反作用力做功绝对值不一定相等，也不一定是一正一负，D错误，C正确。
3.(2023·遂宁市第二中学期中)以一定的初速度竖直向上抛出一个质量为m的小球，小球上升的最大高度为h。空气阻力大小恒为f，则从抛出点到返回至抛出点的过程中，下列说法正确的是A.空气阻力对小球做的功为零，重力对小球做的功也为零B.空气阻力对小球做的功为零，重力对小球做的功为2mghC.空气阻力对小球做的功为－2fh，重力对小球做的功为零D.空气阻力对小球做的功为－fh，重力对小球做的功为mgh
整个过程中小球的高度差为零，所以重力做功为零；上升过程中，空气阻力向下，做负功W1＝－fh，在下降过程中，空气阻力向上，做负功W2＝－fh，整个过程中空气阻力做功为Wf＝W1＋W2＝－2fh，故A、B、D错误，C正确。
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。
5.如图所示，一物体(可视为质点)以一定的速度沿水平面由A点滑到B点，摩擦力做功W1；若该物体从A′沿两斜面滑到B′(此过程中物体始终不会离开斜面)，摩擦力做的总功为W2。若物体与各接触面的动摩擦因数均相同，则A.W1＝W2B.W1>W2C.W1