2018-2019学年教科版必修2 第四章 第1节功 3 变力功的计算 学案
2018-2019学年教科版必修2 第四章 第1节功 3 变力功的计算 学案第2页

  将计算变力的功转化为计算恒力的功,运用公式计算。

  适用条件:力的大小不变、方向变、位移方向不变。

 3. 图象法(平均力法)

  在直角坐标系中,用纵坐标表示作用在物体上的力F,横坐标表示物体在力的方向上的位移,如果作用在物体上的力是恒力,则其F-s图象如图所示。经过一段时间,物体发生的位移为s,则图线与坐标轴所围成的面积(阴影面积)在数值上等于对物体做的功。

  W=Fs,s轴上方的面积表示对物体做的正功,s轴下方的面积表示力对物体做负功(如图所示)。

  适用条件:力随位移均匀变化(线性关系)即:F=kx+x0。

 4. 等量代换,运用动能定理解。

 5. 寻找守恒量,运用守恒定律求解。

 6. 利用平均功率W=Pt。

  说明:4、5、6这三种方法以后将要学习,在后面的学习中会详细介绍。

  例题1 如图所示,用恒力F作用在细绳一端,通过光滑的定滑轮把静止在水平面的物体从位置A拉到位置B,物体的质量为m,定滑轮距水平面的高度为h,物体在水平面上的位置A、B时,细绳与水平方向的夹角分别为α、β。求拉动过程中拉力对物体所做的功。

  思路分析:在拉动物体的过程中,人作用在细绳一端的拉力大小、方向均不变,由于定滑轮不改变力的大小,因此,作用在物体上的拉力大小亦保持不变。在拉动过程中,物体在水平方向发生位移,作用在物体上的拉力的方向与位移方向间的夹角在发生变化,即在拉动过程中,作用在物体上的拉力是变力,若以物体为研究对象,无法用公式计算出拉力对物体所做的功。

  由于题中的滑轮是光滑的,因此,拉力对物体做的功等于人对细绳一端做的功;由于作用在细绳一端的力是恒力,因此其功可用公式求解。

以细绳被拉的一端为研究对象,则物体被从A拉至B过程中,细绳被拉一端的位移大小为,方向竖直向下,与F方向一致,故人对细绳被拉一端做的功