高三物理高考二轮复习变力做功专题复习课件

1、 功的计算，在高中物理中占有十分重要的地位，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所学的功的计算公式W=FW=Fs scoscos只能用于恒力做功只能用于恒力做功情况情况, ,对于变力做功或物体运动轨迹是曲线时，不对于变力做功或物体运动轨迹是曲线时，不能能W=FW=Fs scoscos用来计算功的大小。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.如何求变力做功？变变 力力 做做 功功专专 题题 复复 习习红旗中学W=FS一、特殊的变力做功 1、跟势能有关的

2、力，如弹簧弹力、万有引力、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。势能变化量的大小相等。 例1 1、一劲度系数为k k轻弹簧直立于地面,质量为m m的物块在其原长处由静止释放，求弹簧的最大弹性势能？一、特殊的变力做功 例例2、 (2010高考预测高考预测) 如图所示，滑块静止于光滑水平面上如图所示，滑块静止于光滑水平面上,与之相连的轻质弹簧处于自然伸直状态与之相连的轻质弹簧处于自然伸直状态,现用恒定的水平外力现用恒定的水平外力F F作用于弹簧右端作用于弹簧右端,向右移动一段距离向右移动一

3、段距离,拉力拉力F F做了做了10 J的功的功.上上述过程中述过程中 （ ） A.弹簧的弹性势能增加了弹簧的弹性势能增加了10 JB.滑块的动能增加了滑块的动能增加了10 JC.滑块和弹簧组成的系统机械能增加了滑块和弹簧组成的系统机械能增加了10 JD.滑块和弹簧组成的系统机械能守恒滑块和弹簧组成的系统机械能守恒C.滑块和弹簧组成的系统机械能增加了滑块和弹簧组成的系统机械能增加了10 J 例例3 3（20102010高考预测）高考预测）如图，分子A A从很远处以一定的初速度沿直线向固定的分子B B运动，仅考虑分子力的作用，直到分子A A的速度为零的过程，说法正确的是（ ）A.两分子间的势能一直

4、增大。B.两分子间的势能一直减小。C.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。 一、特殊的变力做功D. 两分子间的势能先减小后增大。一、特殊的变力做功 例例4.(2010高考预测高考预测) 如图所示如图所示,在一个粗糙水平面上在一个粗糙水平面上, 彼此彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块靠近地放置两个带同种电荷的小物块.q1固定，由静止释放固定，由静止释放q2, 物块由物块由a点向右运动到点向右运动到b点停止点停止.在物块的运动过程中在物块的运动过程中,下下列表述正确的是（列表述正确的是（ )A.两个物块的电势能逐渐减少两个物块的电势能逐渐减少B.物块受到的库仑力不做功物

5、块受到的库仑力不做功C.两个物块的机械能守恒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两个物块的电势能逐渐减少一、特殊的变力做功一、特殊的变力做功 2、大小不变，方向改变，但方向时刻跟速度大小不变，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，方向在同一直线上，如动摩擦力，空气阻力等，方方法是分段考虑，然后求和。法是分段考虑，然后求和。在曲线运动或往返运动在曲线运动或往返运动时，这类力的功等于力和时，这类力的功等于力和路程（

6、不是位移）的乘积。（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 F，将质量为m m的小物体沿半径为R的固定圆弧轨道从A A点推到B B点，圆弧对应的圆心角为60 0，则在此过程，力F F对物体做的功为_.若将推力改为水平恒力F F，则此过程力F F对物体做的功为_.（能求动能吗？）（能求动能吗？）一、特殊的变力做功 2、大小不变，方向改变，但方向时刻跟速度大小不变，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，方向在同一直线上，如动摩擦力，空气阻力等，方方法是分段考虑，然后求和。法是分段考虑，然后求和。在曲线运动或往返运动在曲线运动或往返运

7、动时，这类力的功等于力和时，这类力的功等于力和路程（不是位移）的乘积。（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 F，将质量为m m的小物体沿半径为R的固定圆弧轨道从A A点推到B B点，圆弧对应的圆心角为60 0，则在此过程，力F F对物体做的功为_.若将推力改为水平恒力F F，则此过程力F F对物体做的功为_.（能求动能吗？）（能求动能吗？） 用用微元法, ,要注意理解力的特点要注意理解力的特点, ,即力即力的大小不变且力的方向始终与运动方向相同的大小不变且力的方向始终与运动方向相同或相反或相反. . 注意掌握结论注意掌握结论: :功等于力与路程的乘积功等

8、于力与路程的乘积. .一、特殊的变力做功 3、方向不变，大小随位移作线性（均匀）改方向不变，大小随位移作线性（均匀）改变，这类力的功等于变，这类力的功等于力的平均值和位移的乘积和位移的乘积 例例7 7、用铁锤把小铁钉钉入木板，设木板对钉子、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将钉子钉进d d深度，如果第二次敲钉子时对钉子做的深度，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功与第一次相同，那么第二次钉子进入木板的深度d d1 1是多少？是多少？dd1答案：( 21)d平

9、均力法平均力法图象法图象法一、特殊的变力做功 4、该力的大小变化，但该力的功率保持不变，、该力的大小变化，但该力的功率保持不变，如机车以恒定功率启动，如机车以恒定功率启动，W=Pt。 例例8 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用动能定理（或功能关系等其他规律）（或功能关系等其他规律）求解求解1、内容：合力所做的功等于物体动能的变化。、内容：合力所做的功等于物体动能的变化。2、表达式：、表达式：W合合=Ek=Ek末末-Ek初

10、初动能定理说明外力功是物体动能变化的量度，动能定理说明外力功是物体动能变化的量度，“外力外力”可以是一个力，也可以是几个力的合可以是一个力，也可以是几个力的合力；可以是动力，也可以是阻力，因此定理常力；可以是动力，也可以是阻力，因此定理常用的表达式还有：用的表达式还有： W1+W2+W3+.=Ek=Ek末末-Ek初初 答案答案 例例9 9、一学生用、一学生用100100的力将质量为的力将质量为0.5kg0.5kg的球迅速踢出，在水平路面上滚动的球迅速踢出，在水平路面上滚动20m20m远远, ,则该学生对球做的功是则该学生对球做的功是( )( ) A.2000J B.1000J A.2000J

11、B.1000J C.16J D. C.16J D.无法确定无法确定若踢后球获得的速若踢后球获得的速度为度为10m/s10m/s，则学生，则学生做功做功 ？下一问下一问D25J 例例1010、如图，一、如图，一 质量为质量为m m的小球，用的小球，用长为长为L L的轻绳悬挂于的轻绳悬挂于O O点，小球在水平拉点，小球在水平拉力力F F的作用下从平衡的作用下从平衡位置位置P P点很缓慢地移点很缓慢地移到到Q Q点，此时悬线与点，此时悬线与竖直方向的夹角为，竖直方向的夹角为，则拉力则拉力F F所做的功为所做的功为 。 例例11（2010高考预测）高考预测）摄影组在一高楼的旁边拍摄功夫片，摄影组在一高

12、楼的旁边拍摄功夫片，片中要求一质量为片中要求一质量为m=50kg的特技演员从地面飞到某层楼的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处架设了轮轴，已知轮与轴的直径之比为2：1。若轨道车从。若轨道车从图中图中A处前进到处前进到s=6m远的远的B处时速度为处时速度为v=6m/s，则由于轮上，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（为质点，取地面为重力势

13、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、特技演员在此过程中上升的高度为高度为2m。 B、轨道车到、轨道车到B处时特技演员的处时特技演员的速度为速度为6m/s。C、轨道车到、轨道车到B处时特技演员的处时特技演员的机械能为机械能为1900J。D、细钢丝在此过程中对演员做、细钢丝在此过程中对演员做的功为的功为2900J。B、轨道车到、轨道车到B处时特技演员的处时特技演员的速度为速度为6m/s。D、细钢丝在此过程中对演员做、细钢丝在此过程中对演员做的功为的功为2900J。 例例1212、跳水运动员从高于水面、跳水运动员从高于水面H=10mH=10m的跳台自由落的跳台自由落下，假

14、设运动员的质量下，假设运动员的质量m=60kgm=60kg，其体形可等效为长度，其体形可等效为长度L=1.0mL=1.0m、直径、直径d=0.30md=0.30m的圆柱体，不计空气阻力。运动的圆柱体，不计空气阻力。运动员入水后，水的等效阻力员入水后，水的等效阻力f f作用于圆柱体的下端面，作用于圆柱体的下端面，f f的量值随入水深度的量值随入水深度y y变化的函数曲线如图。该曲线可近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、短半轴分别与坐标似看作椭圆的一部分，椭圆的长、短半轴分别与坐标轴轴OyoOyo和和OfOf重合。重合。椭圆与椭圆与y y轴相交于轴相交于y=hy=h处，处

15、，与与f f轴相交于轴相交于f=5mg/2f=5mg/2处，处，为了确保运动员的安全，为了确保运动员的安全，试计算池中水的深度试计算池中水的深度h h至少至少应该为多少？应该为多少？( (水的密度水的密度1.0 x101.0 x103 3kg/mkg/m3 3，椭圆的面积，椭圆的面积公式公式 s=s=ab/4ab/4其中其中a a、b b分别为椭圆的长轴、短轴分别为椭圆的长轴、短轴) ) 例例13 (2010年高考预测年高考预测)如图甲所示如图甲所示,一对平行光滑轨道放一对平行光滑轨道放置在水平面上置在水平面上,两轨道相距两轨道相距L=1 m,两轨道之间用两轨道之间用R=3 的电阻连接的电阻连接,一质量一质量m=0.5 kg、电阻、电阻r=1 的导体的导体杆与两轨道垂直杆与两轨道垂直,静止放在轨道上静止放在轨道上,轨道的电阻可忽略轨道的电阻可忽略不计不计.整个装置处于磁感应强度整个装置处于磁感应强度B=2 T的匀强磁场中的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平面向上磁场方向垂直轨道平面向上,现用水平拉力沿轨道方现用水平拉力沿轨道方向拉导体杆向拉导体杆,拉力拉力F与导体杆运动的位移与导体杆运动的位移s间的关系如间的关系如图乙所示图乙所示,当拉力达到最大时当拉力达到最大时,导体杆开始做匀速运动导体杆开始做匀速运动,当位移