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文档简介

第五节 功 水压力和引力,一、变力沿直线所作的功,二、水压力,三、引力,四、小结 思考题,一、变力沿直线所作的功,由物理学知道，,如果物体在作直线运动的,过程中有一个不变的力F,作用在这物体上，,且这力的方向与物体的运动方向一致，,那么，,物体移动了距离,s时，,力F,对物体所作的功为,如果物体在运动的过程中所受的力是变化的，,就不能直接使用此公式，,而采用“微元法”思想,W=F.S,例1,把一个带+q电量的点电荷放在r轴上坐标原点处，,它产生一个电场，,这个电场对周围的电荷有作用力。,由物理学知道，,如果一个单位正电荷放在这个电场,中距离原点为r的地方，,那么电场对它的作用力大小,为,（K为常数）。,当这个单位正电荷在电场,中从r=a处沿r轴移动到r=b处时，,计算电场力F对它所做的功。,解,功元素,所求功为,如果要考虑将单位电荷移到无穷远处,解,建立坐标系如图,这一薄层水的重力为,功元素为,(千焦),解,设木板对铁钉的阻力为,第一次锤击时所作的功为,例3 用铁锤把钉子钉入木板，设木板对铁钉的阻力与铁钉进入木板的深度成正比，铁锤在第一次锤击时将铁钉击入1厘米，若每次锤击所作的功相等，问第 次锤击时又将铁钉击入多少？,设 次击入的总深度为 厘米,次锤击所作的总功为,依题意知，每次锤击所作的功相等,次击入的总深度为,第 次击入的深度为,例4,在底面积S的圆柱形容器中盛有一定量的气体，,在等温条件下，,由于气体的膨胀，,把容器中的一个活塞,（面积为S）从点a处推移到b处，,（图形见书本P359图6-30）,计算在移动过程中，,气体压力所做的功。,由物理学知识知道，,于是所求的功为：,二、水压力,由物理学知道，在水深为h处的压强为,，,这里,是水的比重,如果有一面积为A,的平板水平地放置在水深为h处，,那么，平板一,侧所受的水压力为,如果平板垂直放置在水中，,由于水深不同,的点处压强p不相等，,平板一侧所受的水压力,就不能直接使用此公式，,而采用“微元法”思 想,解,在端面建立坐标系如图,解,建立坐标系如图,面积微元,三、引力,由物理学知道，,其中k为引力系数，,引力的方向沿着两质点的,连线方向。,如果要计算一根细棒对一个质点的引力，,那么，,由于细棒上各点与该质点的距离是变化的，,且各点对该质点的引力方向也是变化的，,就不能用此公式计算,解,建立坐标系如图,将典型小段近似看成质点,小段的质量为,小段与质点的距离为,引力,水平方向的分力元素,由对称性知，引力在铅直方向分力为,利用“微元法”思想求变力作功、水压力和引力等物理问题,（注意熟悉相关的物理知识）,四、小结,思考题,一球完全浸没水中，问该球面所受的总压力与球浸没的深度有无关系？它所受的总压力与它在水中受到的浮力有何关系？,思考题解答,该球面所受的总压力方向向上（下半球面所受的压力大于上半球面），其
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