专题一:正负功的理解
公式:W=FLcosα,其中α为F与L的夹角,F是力的大小,L一般是物体相对地面的位移,
而不是相对于和它接触的物体的位移.
若物体做直线运动,由力和位移夹角来判断较方便。 ①当0≤α<90°时,W 0,力对物体做 ; ②当α= 90°时,W 0,力对物体 ;
③当90°<α≤180°时,W 0,力对物体做 或说成物体 这个力做功. 若物体做曲线运动,利用力和速度的夹角来判断。 ① 0≤α< 90°时,力对物体做 ; ② α= 90°时,力对物体 。
③ 90° <α≤ 180°时,力对物体做 (或物体 做功) 例1: 一个力对物体做了负功,则说明( )
A.这个力一定阻碍物体的运动 B.这个力不一定阻碍物体的运动 C.这个力与物体运动方向的夹角α>90° D.这个力与物体运动方向的夹角α<90° 附加:如图所示,质量为m的物体置于倾角为θ的斜面上,物体与斜面间的动摩擦因数为μ,在外力作用下,斜面以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动,运动中物体m与斜面体相对静止。则关于斜面对m的支持力和摩擦力的下列说法中错误的是( )
A.支持力一定做正功 B.摩擦力一定做正功 C.摩擦力可能不做功 D.摩擦力可能做负功
专题二:恒力做功
例2、一个质量 m =150kg的雪橇,受到与水平方向成θ=37°角斜向上方的拉力F =500N,在水平地面上移动的距离L=5m。雪橇与地面间的滑动摩擦力F阻=100N。 求:(1)各力分别对雪橇所做的功. (2)各个力对物体做功的代数和 (3)物体所受的合力 (4)力对雪橇做的总功.
F
F阻 θ
L = 5m
专题三:变力做功
1、利用图像法求变力做功
在F-L图象中,若能求出图线与L轴所围面积,则这个面积即为F在这段位移L上所做的功。
例:在下面甲、乙、丙三个图中求解一下各段时间内力F做功(参考V-t图象)
2、平均值法求变力做功
当力F的大小随时间均匀变化时,若在某一段过程的初末位置分别为F1和F2,则整个过程中的平均力为(F1+F2)/2
针对训练2、如图所示,轻弹簧一端与竖直墙壁连接,另一端与一质量为m的木块连接,
放在光滑的水平面上,弹簧的劲度系数为k,弹簧处于自然状态,用水平力缓慢拉物体,使物体前进x,求这一过程中拉力对物体做了多少功?
3、用微元法求变力做功
当力的大小不变,力的方向时刻与速度同向(或反向)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,先求力在每一段上的功,再求和即可。
针对训练3、某个力F=10N作用于半径R=1m的转盘的边缘上,力F的大小保持不变,但方向保持
任何时刻均与作用点的切线一致。则圆盘转动一周的过程中,力F做的功为( ) A、0 B、20π(J) C、10J D 、20J
4、转换研究对象的方法
在某些情况下,通过等效变换可以将变力做功转换成恒力做功,于是可以用
W?Flcos?求解。
针对训练4、一个人用恒力F作用在绳子的一端,通过绳子和定滑轮将一个静止的物体由
位置A拉到位置B,如图所示,求此过程中绳子拉力对物体所做的功(不计滑轮的摩擦力).