专题-物理-L31-恒力做功问题.pptx

恒力做功问题;一、重力做功 1.重力做功的特点： 重力做功与路径无关，只与物体起点和终点位置的高度差有关 物体向下运动重力做正功，物体向上运动重力做负功。 　　　ＷＧ＝ｍｇｈ１－ｍｇｈ２ ;例题１　将横截面积为S的玻璃管弯成如图所示的连通器，放在水平桌面上，左、右管处在竖直状态，先关闭阀门K，往左、右管中分别注入 高度为ｈ１和ｈ２、密度为ρ的液体，然后打开阀门Ｋ，直到液体静止，在上述过程中，重力对液体做的功为（　） Ａ． ρｇｓ（ｈ１－ｈ２） Ｂ．１／２ρｇｓ（ｈ１－ｈ２）２ Ｃ．１／４ρｇｓ（ｈ１－ｈ２）２ Ｄ．１／４ρｇｓ（ｈ１－ｈ２） ;解析１：　ＷＧ＝ｍｇｈ 　　　　　　＝ρｇｓ（ｈ２－ｈ１）［１／２（ｈ２－ｈ１）－１／４（ｈ２－ｈ１）］ 　　　　　　＝１／４ρｇｈ（ｈ２－ｈ１）２ 故答案选Ｃ;解析２：　ＷＧ＝ｍｇΔｈ 　　　　　　＝１／２ρｇｓ（ｈ２－ｈ１）［３／４（ｈ２－ｈ１）－１／４（ｈ２－ｈ１）］ 　　　　　　＝１／４ρｇｈ（ｈ２－ｈ１）２ 故答案选Ｃ;例题２　如图所示，一条长为L质量为m的均匀铁链，置于光滑的水平桌面上，用手按住它的一端，使铁链的一半下垂在桌边。松开手后铁链下滑，求铁链完全通过桌边过程中重力做功是多少？ ;二、静摩擦力做功的特点 如图1，放在水平桌面上的物体A在水平拉力F的作用下未动，则桌面对A向左的静摩擦力不做功，因为桌面在静摩擦力的方向上没有位移。如图2，A和B叠放在一起置于光滑水平桌面上，在拉力F的作用下，A和B一起向右加速运动，则B对A的静摩擦力做正功，A对B的静摩擦力做负功。可见静摩擦力做功的特点是： （1）静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。 （2）相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零。 （3）在静摩擦力做功的过程中，只有机械能的相互转移， 而没有机械能转化为其它形式的能。 ;三、滑动摩擦力做功的特点 如图所示，物块A在水平桌面上，在外力F的作用下向右运动，桌面对A向左的滑动摩擦力做负功，A对桌面的滑动摩擦力不做功。 ;分析：如图，上表面不光滑的长木板，放在光滑的水平地面上，一小铁块以速度ｖ０ 从木板的左端滑上木板，当铁块和木板相对静止时木板相对地面滑动的距离为ｓ ，小铁块相对木板滑动的距离为ｄ， 滑动摩擦力对铁块所做的功为： Ｗ铁＝－ｆ（ｓ＋ｄ）　① 根据动能定理，铁块动能的变化量为： ΔＥｋ铁＝Ｗ铁＝－ｆ（ｓ＋ｄ）② ②式表明，铁块从开始滑动到相对木板静止的过程中， 其动能减少。那么，铁块减少的动能转化为什么能量了呢？ ;以木板为研究对象，滑动摩擦力对木板所做的功为：Ｗ板＝ｆｓ　③ 根据动能定理，木板动能的变化量为：ΔＥｋ板＝Ｗ板＝ｆｓ 　　④ ④式表明木板的动能是增加的，由于木板所受摩擦力的施力物体是铁块，可见木块减小的动能有一部分（ｆｓ）转化为木板的动能。 将②、④两式相加得： ΔＥｋ物＋ ΔＥｋ板＝－ｆｄ　⑤ ⑤式表明铁块和木板组成的系统的机械能的减少 量等于滑动摩擦力与铁块相对木板的位移的乘积， 这部分能量转化为系统的内能。 ;综上所述，滑动摩擦力做功有以下特点： ①滑动摩擦力可以对物体做正功，也可以对物体做负功，还可以不做功。 ②相互摩擦的系统内，一对滑动摩擦力所做的功总为负值，其绝对值等于滑动摩擦力与相对位移的乘积，且等于系统损失的机械能。 ③一对滑动摩擦力做功的过程中，能量的转化有两种情况：一是相互摩擦的物体间机械能的转移；二是机械能转化为内能。滑动摩擦力、空气阻力等，在曲线运动或者往返运动时所做的功等于力和路程（不是位移）的乘积。;四、摩擦生热 　　摩擦生热是指滑动摩擦生热，静摩擦不会生热。产生的热 等于系统机械能的减少，又等于滑动摩擦力乘以相对位移，即Ｑ＝ｆｄ＝ΔＥ机;例题３　如图所示，质量为M的足够长的木板，以速度 在光滑的水平面上向左运动，一质量为m（Ｍ＞ｍ ）的小铁块以同样大小的速度从板的左端向右运动，最后二者以共同的速度 　　　做匀速运动。若它们之间的动摩擦因数为 μ。求： （1）小铁块向右运动的最大距离为多少？ （2）小铁块在木板上滑行多远？ ;解析： 小铁块滑上木板后，由于铁块相对木板向右滑动，铁块将受到向左的滑动摩擦力作用而减速，木板将受到向右的滑动摩擦力作用而减速。由于 ，所以当 的速度减为零时， 仍有向左的速度， 相对于 仍向右滑行， 将在向左的滑动 摩擦力作用下相对地面向左做初速为零的匀 加速运动，木板 继续向左减速，直到二者 达到相同的速度，而后保持相对静止一起向左匀速运动。正确理解“小铁块向右运动的最大距离”和“在木板上滑行距离”的区别是解决问题的关键。 答案：　　　　；;例题４　在光滑的水平地面上有质量为M的长平板A，平板上放一质量 的物体B，A、B之间动摩擦因数为 。今在物体B上加一水平恒力F，B