物理 高考能力要求(五).ppt

1、运用动能定理求解变力功的解题思想 1对象转换法 在有些求功的问题中，作用在物体上的力可能为变力，但转换对象后，就 可变为求恒力功,物理思想方法与高考能力要求（五）,【例1】 如右图所示，质量为2 kg的木块套在光滑的竖直杆 上，用60 N的恒力F通过轻绳拉木块，木块在A点的 速度vA3 m/s则木块运动到B点的速度vB是多少？ (木块可视为质点，g取10 m/s2),解析：先取木块作为研究对象，则由动能定理得：WGWT 其中WGmg ，WT是轻绳上张力对木块做的功，由于力的方向不断变化，这显然是一个变力做的功，对象转换：研究恒力F的作用点，在木块由A运动到B的过程中，恒力F的功WFF( )，它

2、在数值上等于WT.故式可变形 为： ，代入数据解得 vB7 m/s. 答案：7 m/s,2过程分割法 有些问题中，作用在物体上的某个力在整个过程中是变力，但若把整个过 程分为许多小段，在每一小段上此力就可看做是恒力分别算出此力在各 小段上的功，然后求各小段上功的代数和即可求得整个过程变力所做的功,【例2】 如图所示，质量为m的物体静止于光滑圆弧轨道的最 低点A，现以始终沿切线方向、大小不变的外力F作用 于物体上使其沿圆周转过/2到达B点，随即撤去外力 F，要使物体能在竖直圆轨道内维持圆周运动，外力F 至少为多大？,解析：物体从A点到B点的运动过程中，由动能定理可得WFmgR 如何求变力F做的功

3、呢？过程分割，将AB划分成许多小段，则当各小段弧长s足够小时，在每一小段上，力F可看做恒力，且其方向与该小段上物体位移方向一致，有WFFs1Fs2Fs1F(s1s2s1)FR/2,从B点起撤去外力F，物体的运动遵循机械能守恒定律，由于在最高点维持圆周运动的条件是mgmv2/R，即在圆轨道最高点处速度至少为 . 故由此机械能守恒定律得： /2mgRm( )2/2 联立式得：F5mg/. 答案：5mg/.,3图象法 【例3】 某物体同时受到F1、F2两个力的作用，F1、F2 跟位移s的关系如右图所示，物体从静止开始运 动求它的动能最大值,解析：由题图可知，力F1、F2都是变力，且前5 m位移中，F

4、1F2，物体做加速运动，所以s5m时物体动能最大，设为Ekm.由动能定理得：Ekm0W1 W2，其中W1为力F1做的功，数值等于F1图线跟坐标轴及s5 m所围面积，即W1(105)/25 J37.5 J；W2为F2做的功，数值等于F2图线跟坐标轴及s5 m所围面积，即W2(5/2)5 J12.5 J所以式中Ekm37.5 J12.5 J25 J. 答案：25 J,【例4】 一辆汽车在平直的路面上以恒定功率由静止开始行驶，设所受阻力大 小不变，其牵引力F与速度v的关系如右图所示，加速过程结束时对 应图中的B点，所用的时间t10 s，经历的路程s60 m此后汽车做 匀速直线运动求： (1)汽车所受阻力的大小； (2)汽车的质量,解析：(1)由题图信息知：汽车从B点开始做匀速直线运动，故fF牵1104 N. (2)由题意Pfvm，其中vm10 m/s，又Ptfs 解以上两式得：m8103 kg. 答案：(1)1104 N(2)8103 kg,4状态分析法 动能定理不涉及做功过程，故求变力功时只分析做功前后状态即可 【例5】 如图所示，质量为m的物体被线牵引着在光滑的水平面上做匀速圆周 运动，拉力为F时，转动半径为r.当拉力增至8F时，物体仍做匀速圆周 运动，其转动半径为r/2，求拉力对物体做的功,解析：对物体运用牛顿