第八章专题：变力做功 导学案-2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

高一年级物理 第五章 曲线运动 自学探究学案 学习内容: 8.6 专题—变力做功 主备: 王来智 时间 ： 7月6日 班 级 姓名 学习目标-核心素养 物理观念：熟练掌握六种不同特点变力做功的处理方法 科学思维：培养学生的分析综合能力。 1. 微元法 当力的大小不变,力的方向时刻与速度同向(反向)或力与速度夹角不变时,把物体的运动过程分为很多小段,这样每一小段可以看成直线,先求力在每一小段上的功，再求和即可。过程无限分小后， 可认为每小段是恒力做功。 常见情况：空气阻力、滑动摩擦力大小不变时。 例1.(多选)如图所示，某力F＝10 N作用于半径R＝1 m的转盘的边缘上的A点，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(　　) A．这个力F做的总功为0 B．这个力F做的总功为 20π J C．A点所受的向心力做的总功为0 D．A点所受的向心力做的总功为20π J 强化练习 1.如图所示，摆球质量为m，悬线长度为L，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球从A点运动到B点的过程中空气阻力的大小F阻不变，则下列说法正确的是（　　） A.重力做功为 B.悬线的拉力做功不为0 C.空气阻力做功为 D.空气阻力做功为 2.在机械化生产水平较低时，人们经常通过“拉磨”的方式把粮食颗粒加工成粗面来食用.如图所示，一个人推磨，其推磨杆的力的大小始终为F，方向 与磨杆始终垂直，作用点到轴心O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 3．水平桌面上，长6m的轻绳一端固定于O点，如图所示（俯视图），另一端系一质量m=2.0kg的小球。现对小球施加一个沿桌面大小不变的力F=10N，F拉着物体从M点运动到N点，F的方向始终与小球的运动方向成37°角。已知小球与桌面间的动摩擦因μ=0.2，不计空气阻力，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则下列说法正确的是 A．拉力F对小球做的功为16π（J） B．拉力F对小球做的功为8π（J） C．小球克服摩擦力做的功为16π（J） D．小球克服摩擦力做的功为4π（J） 二、平均力法 在求解变力做功时，若物体受到的力方向不变，而大小随位移呈线性变化，即力随位移均匀变化时，则可以认为物体受到一大小为F＝的平均恒力作用，F1、F2分别为物体初、末态所受到的力，然后用公式W＝Fl cos α求此力所做的功。 例2.如图所示，放在水平地面上的木块与一劲度系数k＝200 N/m的轻质弹簧相连，现用手水平拉弹簧，拉力的作用点移动x1＝0.2 m，木块开始运动。 （1）上述过程中，拉力所做的功。 （2）继续拉弹簧，木块缓慢又移动了x2＝0.4 m，在移动x2过程中拉力所做的功。 强化练习 4.如图所示，密度为ρ、边长为a的正立方体木块漂浮在水面上（h为 木块在水面上的高度）。现用竖直向下的力F将木块按入水中，直到木 块上表面刚浸没，则此过程中木块克服浮力做功为（已知水的密度为 ρ0、重力加速度为g）（　　） A．ρa3gh B． C．ρ0a3gh(a-h) D． 5.如图所示，传送带通过滑道将长为L、质量为m的柔软匀质物体以一定初速度向右送上水平台面，物体前端在台面上滑动S距离停下。已知滑道上 的摩擦不计，物体与台面间的动摩擦因数为μ而且S>L，在这个过程中物体克服摩擦力做的功为多少？ 6.用铁锤把小铁钉钉入木板，设木板对钉子的阻力与钉进入木板的深度成正比，已知铁锤第一次将钉子钉进d，如果铁锤第二次敲钉子时对钉子做的功与第一次相同，那么，第二次钉子进入木板的深度是(　　) A.(－1)d B.(－1)dC.d D.d 三、图像法 在F－x图像中，图线与x轴所围“面积”的代数和就表示力F在这段位移所做的功，且位于x轴上方的“面积”为正，位于x轴下方的“面积”为负，但此方法只适用于便于求图线所围面积的情况(如三角形、矩形、圆等规则的几何图形) 例3.一个物体所受的力F随位移l变化的图像如图所示,在这一 过程中,力F对物体做的功为 A.3 J B.6 J C.7 J D.8 J 7.一物体在运动中受水平拉力F的作用，已知F随运动距离 x的变化情况如图所示，则在这个运动过程中F做的功为 A．4J B．6J C．18J D．22J 8.如图所示是作用在做直线运动物体上力F随物体的位移变化的图像， 下列说法正确的是（ ） A．物体在前4m力F做的功最多 B．物体在前5m力F做的功最多 C．物体在前6m力F做的功最多 D．物体在前