《變力做功與能量轉(zhuǎn)化》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、難點(diǎn)4：變力做功與能量轉(zhuǎn)化功是中學(xué)物理中的重要概念，它體現(xiàn)了力對物體的作用在空間上的累積過程.在考綱中屬B級.對功尤其是變力做功是近年考查熱點(diǎn)，亦是考生應(yīng)考的難點(diǎn).●難點(diǎn)考場1.（★★★★）（1999年全國）一物體靜止在升降機(jī)的地板上，在升降機(jī)加速上升的過程中，地板對物體的支持力所做的功等于A.物體勢能的增加量B.物體動能的增加量C.物體動能的增加量加上物體勢能的增加量D.物體動能的增加量加上克服重力所做的功圖4-2圖4-12.（★★★★）一輛車通過一根跨過定滑輪的繩PQ提升井中質(zhì)量為m的物體，如圖4-1所示.

2、繩的P端拴在車后的掛鉤上.設(shè)繩的總長不變，繩的質(zhì)量、定滑輪的質(zhì)量和尺寸、滑輪上的摩擦都忽略不計(jì).開始時(shí)，車在A點(diǎn)，左右兩側(cè)繩都已繃緊并且是豎直的，左側(cè)繩長為H.提升時(shí)，車向左加速運(yùn)動，沿水平方向從A經(jīng)過B駛向C.設(shè)A到B的距離也為H，車過B點(diǎn)時(shí)速度為vB.求車由A移到B的過程中，繩Q端的拉力對物體做的功是多少？3.（★★★★★）如圖4-2所示，若在湖水里固定一細(xì)長圓管，管內(nèi)有一活塞，它的下端位于水面上，活塞的底面積S=1cm2，質(zhì)量不計(jì).大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105Pa.現(xiàn)把活塞緩慢地提高H=15m，則拉力對活

3、塞做的功為_______J.（g=10m/s2）●案例探究［例1］（★★★★）用鐵錘將一鐵釘擊入木塊，設(shè)木塊對鐵釘?shù)淖枇εc鐵釘進(jìn)入木塊內(nèi)的深度成正比.在鐵錘擊第一次時(shí)，能把鐵釘擊入木塊內(nèi)1cm.問擊第二次時(shí)，能擊入多少深度？（設(shè)鐵錘每次做功相等）命題意圖：考查對功概念的理解能力及理論聯(lián)系實(shí)際抽象建立模型的能力.B級要求.錯(cuò)解分析：（1）不能據(jù)阻力與深度成正比這一特點(diǎn)，將變力求功轉(zhuǎn)化為求平均阻力的功，進(jìn)行等效替代.（2）不能類比遷移，采用類似據(jù)勻變速直線速度-時(shí)間圖象求位移的方式，根據(jù)F-x圖象求功.解題方法與技

4、巧：解法一：（平均力法）圖4-3鐵錘每次做功都用來克服鐵釘阻力做的功，但摩擦阻力不是恒力，其大小與深度成正比，F(xiàn)=-f=kx,可用平均阻力來代替.如圖4-3，第一次擊入深度為x1,平均阻力=kx1,做功為W1=x1=kx12.第二次擊入深度為x1到x2,平均阻力=k（x2+x1）,位移為x2-x1,做功為W2=（x2-x1）=k（x22-x12）.兩次做功相等：W1=W2.解后有：x2=x1=1.41cm,Δx=x2-x1=0.41cm.圖4-4解法二：（圖象法）因?yàn)樽枇=kx,以F為縱坐標(biāo)，F(xiàn)方向上的位移x

5、為橫坐標(biāo)，作出F-x圖象（圖4-4）.曲線上面積的值等于F對鐵釘做的功.由于兩次做功相等，故有：S1=S2（面積），即：kx12=k（x2+x1）（x2-x1）,圖4-5所以Δx=x2-x1=0.41cm［例2］（★★★★★）如圖4-5所示，置于水平面的平行金屬導(dǎo)軌不光滑，導(dǎo)軌一端連接電阻R，其他電阻不計(jì)，垂直于導(dǎo)軌平面有一勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，當(dāng)一質(zhì)量為m的金屬棒ab在水平恒力F作用下由靜止向右滑動時(shí)A.外力F對ab棒做的功等于電路中產(chǎn)生的電能B.只有在棒ab做勻速運(yùn)動時(shí)，外力F做的功才等于電路中產(chǎn)生的電

6、能C.無論棒ab做何運(yùn)動，它克服安培力做的功一定等于電路中產(chǎn)生的電能D.棒ab勻速運(yùn)動的速度越大，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的效率越高命題意圖：考查考生理解能力、分析綜合及推理能力.B級要求.錯(cuò)解分析：對整個(gè)物理情景理解不透，對整個(gè)物理過程中能量的轉(zhuǎn)化及傳遞途徑理解不透.解題方法與技巧：（能量守恒法）在導(dǎo)體棒的運(yùn)動過程中外力做的功，用來克服由于發(fā)生電磁感應(yīng)而產(chǎn)生的感應(yīng)電流的安培力的那一部分轉(zhuǎn)化為電能，又因?yàn)橛心Σ?，還需克服摩擦力做功，轉(zhuǎn)化成內(nèi)能.所以A、B錯(cuò)，C對；又當(dāng)勻速運(yùn)動時(shí)，由能量轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)，可知η=v,B、l、F

7、、R一定，所以η∝v,即v越大η越大，D對.故CD正確.●錦囊妙計(jì)變力做功的求解方法對于變力做功一般不能依定義式W=Fscosθ直接求解，但可依物理規(guī)律通過技巧的轉(zhuǎn)化間接求解.圖4-61.平均力法：如果參與做功的變力，其方向不變，而大小隨位移線性變化，則可求出平均力等效代入公式W=scosθ求解.2.圖象法：如果參與做功的變力，方向與位移方向始終一致而大小隨時(shí)變化，我們可作出該力隨位移變化的圖象.如圖4-6，那么圖線下方所圍成的面積，即為變力做的功.3.動能定理法：在某些問題中，由于力F大小或方向的變化，導(dǎo)致無

8、法直接由W=Fscosθ求變力F做功的值.此時(shí)，我們可由其做功的結(jié)果——?jiǎng)幽艿淖兓瘉砬笞兞的功：W=ΔEk.4.功能關(guān)系法：能是物體做功的本領(lǐng)，功是能量轉(zhuǎn)化的量度.由此，對于大小、方向都隨時(shí)變化的變力F所做的功，可以通過對物理過程的分析，從能量轉(zhuǎn)化多少的角度來求解.●殲滅難點(diǎn)訓(xùn)練1.（★★★）一輛汽車在平直公路上從速度v0開始加速行駛，經(jīng)時(shí)間t后，前進(jìn)了距離s,此時(shí)恰好達(dá)到其最大速度