2018-2019学年人教版必修二 第七章 7.2破解变力功的计算 学案
2018-2019学年人教版必修二 第七章 7.2破解变力功的计算 学案第2页

  由于T的方向时刻在改变,所以属于变力做功问题,但在不计摩擦的情况下,F对绳做功就等于绳子对物体做功,并且F的大小方向都不变化,所以就可以变力做功转化为恒力做功。

  如图所示,

  所以

四、用图象法求解变力做功

  如果能知道变力F随位移x变化的关系,我们可以先作出F-x关系图象,利用这个图象求变力所做的功,图象与坐标轴围成的面积表示功的数值。

  例如:一立方体木块,边长为0.2 m,放在水中,恰好一半浮出水面处于静止状态,若水池深为1 m,用力将木块慢慢推至池底,则这一过程中外力对物体做功多少。

  此过程可分为两部分,即木块全部进入水面之前和之后,做出施加在物体上外力随按压深度的图像,如下图,利用面积即可计算外力做功的大小。

  另外,解决变力做功的问题,还可以应用动能定理,机械能守恒定律,功能关系等,这些方法会在后面陆续为同学介绍。

  例题1 如图所示,一个人推磨,其推磨杆的力的大小始终为F,与磨杆始终垂直,作用点到轴心的距离为r,磨盘绕轴缓慢转动。则在转动一周的过程中推力F做的功为(  )

  

  A. 0       B. 2πrF

  C. 2Fr D. -2πrF

  思路分析:磨盘转动一周,力的作用点的位移为0,但不能直接套用W=Flcos α求解,因为在转动过程中推力F为变力。

  我们可以用微元的方法来分析这一过程。

由于F的方向在每个时刻都保持与作用点的速度方向一致,因此可把圆周划分成很