变力做功二轮复习.ppt

变 力 做 功,功的计算，在高中物理中占有十分重要的地位，而高考中又经常涉及到此类问题，但由于高中阶段所学的功的计算公式W=Fscos只能用于恒力做功情况,对于变力做功或物体运动轨迹是曲线时，不能W=Fscos用来计算功的大小。,常见的方法有以下几种： 微元法 平均力法 图象法 能量转化法 ,一、特殊的变力做功,1、跟势能有关的力，如弹簧弹力、万有引力、分子力、库仑力等，所做功的大小与路径无关，跟势能变化量的大小相等。,例1、一劲度系数为k轻弹簧直立于地面,质量为m的物块在其原长处由静止释放，求弹簧的最大弹性势能？,解：重力的功等于重力势能的减少量 弹力对物体做功的等于弹性势能的减少量。 由动能定理得重力功与弹力功的关系。 从中找到两种势能的关系。 因重力势能可以找，故待求量可得。,C.滑块和弹簧组成的系统机械能增加了10 J,例3（2010高考预测）如图，分子A从很远处以一定的初速度沿直线向固定的分子B运动，仅考虑分子力的作用，直到分子A的速度为零的过程，说法正确的是（ ） 两分子间的势能一直增大。 两分子间的势能一直减小。 两分子间的势能先增大后减小。 D. 两分子间的势能先减小后增大。,D. 两分子间的势能先减小后增大。,例4.(2010高考预测) 如图所示,在一个粗糙水平面上, 彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块.q1固定，由静止释放q2, 物块由a点向右运动到b点停止.在物块的运动过程中,下列表述正确的是（ ) A.两个物块的电势能逐渐减少 B.物块受到的库仑力不做功 C.两个物块的机械能守恒 D.物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力,如在物块的运动过程中,有Q的热量生成， 则ab间的电势差为多少？,A.两个物块的电势能逐渐减少,2、大小不变，方向时刻跟速度方向在同一直线上，如动摩擦力，空气阻力等，解决方法是分段考虑，然后求和。在直线、曲线运动或往返运动时，这类力的功等于力和路程（不是位移）的乘积。,例6、如图用大小不变、方向始终与物体运动方向一致的力F，将质量为m的小物体沿半径为R的固定圆弧轨道从A点推到B点，圆弧对应的圆心角为60，则在此过程，力F对物体做的功为_.若将推力改为水平恒力F，则此过程力F对物体做的功为_.（能求动能吗？）,2、大小不变，方向改变，但方向时刻跟速度方向在同一直线上，如动摩擦力，空气阻力等，方法是分段考虑，然后求和。在曲线运动或往返运动时，这类力的功等于力和路程（不是位移）的乘积。,例6、如图用大小不变、方向始终与物体运动方向一致的力F，将质量为m的小物体沿半径为R的固定圆弧轨道从A点推到B点，圆弧对应的圆心角为60，则在此过程，力F对物体做的功为_.若将推力改为水平恒力F，则此过程力F对物体做的功为_.（能求动能吗？）,用微元法,要注意理解力的特点,即力的大小不变且力的方向始终与运动方向相同或相反. 注意掌握结论:功等于力与路程的乘积.,3、方向不变，大小随位移作线性（均匀）改变，求这类力的功时，用力的平均值代入功的公式计算,例7、用铁锤把小铁钉钉入木板，设木板对钉子的阻力与钉进木板的深度成正比，已知铁锤第一次将钉子钉进d深度，如果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d1是多少？,答案：,平均力法 图象法,4、若力的大小变化，但该力的功率保持不变，如机车以恒定功率启动，则用公式W=Pt求功,例8、质量为4000千克的汽车，由静止开始以恒定的功率前进，它经100/3秒的时间前进425米，这时候它达到最大速度15米/秒。假设汽车在前进中所受阻力不变，求阻力为多大？,6000N,二、一般的变力做功,用动能定理（或功能关系等其他规律）求解,1、内容：合力所做的功等于物体动能的变化。,2、表达式：W合=Ek=Ek末-Ek初,动能定理说明外力功是物体动能变化的量度，“外力”可以是一个力，也可以是几个力的合力；可以是动力，也可以是阻力，因此定理常用的表达式还有： W1+W2+W3+=Ek=Ek末-Ek初,答案,例9、一学生用100的力将质量为0.5kg的球迅速踢出，在水平路面上滚动20m远,则该学生对球做的功是( ) A.2000J B.1000J C.16J D.无法确定,下一问,D,25J,例11（2010高考预测）摄影组在一高楼的旁边拍摄功夫片，片中要求一质量为m=50kg的特技演员从地面飞到某层楼的窗子，实现破窗而入的效果。如图导演从离地面高为H=8m处架设了轮轴，已知轮与轴的直径之比为2：1。若轨道车从图中A处前进到s=6m远的B处时速度为v=6m/s，则由于轮上的细钢丝拉动特技演员，任务顺利完成（其中演员、车均视为质点，取地面为重力势能参考面）则下列说法正确的是（ ） A、特技演员在此过程中上升的 高度为2m。 B、轨道车到B处时特技演员的 速度为6m/s。 C、轨道车到B处时特技演员的 机械能为1900J。 D、细钢丝在此过程中对演员做 的功为2900J。,B、轨道车到B处时特技演员的 速度为6m/s。,D、细钢丝在此过程中对演员做 的功为2900J。,例12、跳水运动员从高于水面H=10m的跳台自由落下，假设运动员的质量m=60kg，其体形可等效为长度L=1.0m、直径d=0.30m的圆柱体，不计空气阻力。运动员入水后，水的等效阻力f作用于圆柱体的下端面，f的量值随入水深度y变化的函数曲线如图。该曲线可近似看作椭圆的一部分，椭圆的长、短半轴分别与坐标轴Oyo和Of重合。,椭圆与y轴相交于y=h处，与f轴相交于f=5mg/2处，为了确保运动员的安全，试计算池中水的深度h至少应该为多少？ (水的密度1.0x103kg/m3，椭圆的面积公式 s=ab/4其中,a、b分别为椭圆的长轴、短轴),例13 (2010年高考预测)如图甲所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道相距L=1 m,两轨道之间用R=3 的电阻连接,一质量m=0.5 kg、电阻r=1 的导体杆与两轨道垂直,静止放在轨道上,轨道的电阻可忽略不计.整个装置处于磁感应强度B=2 T的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平面向上,现用水平拉力沿轨道方向拉导体杆,拉力F与导体杆运动的位移s间的关系如图乙所示,当拉力达到最大时,导体杆开始做匀速运动,当位移s=2.5 m时撤去拉力, 导体杆又滑行了一段距