8.1 功和功率（变力做功）导学案-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

学科 物理 年级 高一 时间 2024.4 课题 8.1变力做功 课型 新授课 课时 第2课时 主备教师 学习目标 1.理解功的概念。 2.会用“化变为恒”的思想求变力做的功。 变力做功的计算方法 (1)将变力做功转化为恒力做功 ①微元法：当力的大小不变，力的方向时刻与物体速度同向(或反向)时(物体做曲线运动)，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运动，先求力在每一小段上的功，再求和即可。 例1 (多选)如图所示，质量为m的滑块(可视为质点)，从半径为R的半球面的上端A点处以初速度v0滑下，B为最低点，O为球心，A、O、C三点等高，从A到C滑动过程中滑块所受的摩擦力大小恒为Ff，则滑块( ) A．从A到B过程，重力做功为零 B．从A到B过程，弹力做功为零 C．从A到B过程，摩擦力做功为－πRFf D．从A到C过程，摩擦力做功为－πRFf 变式1 (多选)如图所示，摆球质量为m，悬线的长为L，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球运动过程中空气阻力F阻的大小不变，则对于摆球由A运动到B的过程，下列说法中正确的是( ) A．重力做功为mgL B．绳的拉力做功为零 C．空气阻力F阻做功为－mgL D．空气阻力F阻做功为－F阻πL ②转换研究对象法：如图所示，人站在地上以恒力拉绳，使小车向左运动，求拉力对小车所做的功。拉力对小车来说是个变力(大小不变，方向改变)，但仔细研究，发现人拉绳的力是恒力，于是转换研究对象，利用人拉绳子所做的功来求绳子对小车做的功。 例2 如图所示，一辆拖车(未画出)通过光滑的定滑轮将重力为G的物体匀速提升，当拖车从滑轮的正下方A点水平移动到B点时，绳子与竖直方向的夹角为α，拖车的位移为s，求拖车对绳子所做的功。 ③平均值法：当力的方向不变，大小随位移按线性规律变化时，可先求出力在这段位移内的平均值＝，再由W＝lcosα计算功。 例3 (生活情境命题)一同学为了固定出现松动的凳子，用一木槌将一木楔钉入缝隙。假设凳子对木楔的阻力与木楔进入缝隙的深度成正比，即f＝kx，该同学第一次将木楔钉入缝隙的深度x1＝1 cm，第二次该同学对木楔做的功与第一次相同，则第二次木楔再次进入缝隙的深度为( ) A. cm B．(－1) cm C．(－1) cm D．0.5 cm (2)利用图像法求变力做功 如图所示，在F­l图像中，图线与l轴所围的面积即为F在这段位移l上所做的功。 例4 一物体所受的力F随位移l按如图所示的规律变化。这一过程中，力F对物体做的功为多少？ 变式4 一滑块在水平地面上沿直线滑行，t＝0时其速度为1 m/s。从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平方向的作用力F，力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图甲和图乙所示。设在第1 s内、第2 s内、第3 s内力F对滑块做的功分别为W1、W2、W3，则以下关系中正确的是( ) A．W1＝W2＝W3 B．W1＜W2＜W3 C．W1＜W3＜W2 D．W1＝W2＜W3 [课堂小结] 学科网（北京）股份有限公司 $$