2011屆高考物理 第5章 機(jī)械能守恒定律 章末復(fù)習(xí)總結(jié)課件 新人教版

1、章末復(fù)習(xí)總結(jié),變力做功求解方法有以下幾種： 一、代換法 如果力的大小(設(shè)為F)不變而方向時(shí)刻變化，變力對(duì)物體做的功，可等效于在該過程中恒力F由某位置移到另一位置時(shí)所做的功，用恒力的功代換變力的功,【例1】一恒力F通過光滑的小滑輪和細(xì)繩將一質(zhì)量為m的物體從水平面上點(diǎn)A拉到點(diǎn)B，已知點(diǎn)A、B處細(xì)繩與水平方向夾角分別為、，滑輪距物體上表面的高度為H，求此過程中拉力所做的功,圖1,解析：物體在水平面上移動(dòng)過程中，拉繩的牽引力F是恒力，但繩拉物體的力是變力(大小為F，方向是變化的，所以是變力)從圖1可知，物體從點(diǎn)A運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)B的過程中，此變力使物體在水平方向移動(dòng)時(shí)所做的功W，等效于恒力F由位置A移到位置B

2、時(shí)所做的功WF，即W變WFFLabF(L1L2),二、微元法 如果物體沿圓弧作曲線運(yùn)動(dòng)，力沿著物體運(yùn)動(dòng)(切線)方向時(shí)，力的方向與位移方向同步變化，可把整個(gè)過程(圓周)分成無限多微元段，先求力在每個(gè)微元段上的“元功”，然后求和(此時(shí)S為路程),【例2】馬用大小為F800 N的水平力，拉著碾子沿著半徑為R10 m的水平圓形曬場(chǎng)軌道的切線方向，勻速運(yùn)動(dòng)一周，求拉力對(duì)碾子做的功 解析：馬的拉力始終沿圓周的切線方向，故我們把圓周均勻分割成N個(gè)微元段(N足夠大)，每段位移為s，則每一微元段s上都可以認(rèn)為馬的拉力方向不變且與位移s方向一致，因而在每一微元段上拉力做功WFs.所以，馬拉碾子一周拉力做功WNWF

3、NsF2R5.02104 J. 答案：5.02104 J,三、圖象法 如果力F對(duì)位移的關(guān)系為線性時(shí)，或在Fx圖中表示力變化的圖線與x軸圍成圖形的“面積”有公式可依時(shí)，可畫出Fx圖象，圖線與橫軸所圍成的“面積”在數(shù)值上等于功的大小,【例3】錘子打擊木樁，如果錘每次以相同的動(dòng)能打擊木樁，而且每次均有80%的能量傳給木樁，且木樁所受阻力Ff與插入深度x成正比，試求木樁每次打入的深度比若第一次打擊使木樁插入了全長(zhǎng)的1/3，那么木樁全部插入必須錘擊多少次？,圖2,解析：由題知木樁受到的阻力Ff為一與位移x成正比的變力，我們可以做如圖2所示的Ffx圖，用圖象法求解圖中“面積”S1、S2表示第1、2次錘擊中

4、，木樁克服阻力做的功，數(shù)值上等于錘傳給木樁的能量，,答案：9次,四、用動(dòng)能定理求解 如果力的大小和方向同時(shí)變化，物體受到除該變力以外的其它力的功以及物體動(dòng)能的變化均能求出時(shí)，可用動(dòng)能定理求出這個(gè)變力所做的功,【例4】如圖3所示，光滑水平面AB與豎直平面內(nèi)的半圓形導(dǎo)軌在點(diǎn)B銜接，導(dǎo)軌半徑為R.一個(gè)質(zhì)量為m的靜止物體在A處壓縮彈簧，在彈力的作用下獲得某一向右速度，當(dāng)它經(jīng)過B點(diǎn)進(jìn)入導(dǎo)軌瞬間對(duì)導(dǎo)軌的壓力為其重力的7倍，之后向上運(yùn)動(dòng)恰能完成半圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)C點(diǎn)，求： (1)彈簧對(duì)物體的彈力做的功； (2)物體從B點(diǎn)至C點(diǎn)阻力做的功,圖3,圖4,答案：(1)3mgR(2)0.5mgR,五、功率法 如果物體所

5、受某力為變力，但該力的功率P保持不變，可由WPt求出該變力所做的功,【例5】為了縮短航空母艦上飛機(jī)起飛前行駛的距離，通常用發(fā)射架將飛機(jī)彈出，使飛機(jī)獲得一定的初速度，然后進(jìn)入跑道加速起飛在靜止的航空母艦上，某飛機(jī)采用該方法獲得的初速度為v0之后，在水平跑道上以恒定功率P沿直線加速行駛，經(jīng)過距離L(小于跑道長(zhǎng)度)離開航空母艦且恰好達(dá)到最大速度vm，設(shè)飛機(jī)的質(zhì)量為m，飛機(jī)在跑道上加速行駛過程中所受阻力的大小恒定求：飛機(jī)的速度由v0增至vm過程所經(jīng)歷的時(shí)間以及牽引力所做的功,六、平均力法 如果力的方向不變，力的大小對(duì)位移按線性規(guī)律變化時(shí)，可用力的算術(shù)平均值(恒力)代替變力，利用功的定義式W scos求

6、功 【例6】一輛汽車質(zhì)量為105 kg，從靜止開始運(yùn)動(dòng)，其阻力為車重的0.05倍其牽引力的大小與車前進(jìn)的距離變化關(guān)系為F103xFf，F(xiàn)f是車所受的阻力當(dāng)車前進(jìn)100 m時(shí)，牽引力做的功是多少？,答案：1107 J,七、用機(jī)械能守恒定律求解 如果物體只受重力和彈力作用，或只有重力或彈力做功時(shí)，滿足機(jī)械能守恒定律如果求彈力這個(gè)變力做的功，可用機(jī)械能守恒定律來求解,【例7】如圖5所示，質(zhì)量m2 kg的物體，從光滑斜面的頂端A點(diǎn)以v05 m/s的初速度滑下，在D點(diǎn)與彈簧接觸并將彈簧壓縮到B點(diǎn)時(shí)的速度為零，已知從A到B的豎直高度h5 m，求彈簧的彈力對(duì)物體所做的功,圖5,答案：125 J,八、用功能原理求解 功能原理是：系統(tǒng)所受的外力和內(nèi)力(不包括重力和彈力)所做的功的代數(shù)和等于系統(tǒng)的機(jī)械能的增量，如果這些力中只有一個(gè)變力做功，且其它力所做的功及系統(tǒng)的機(jī)械能的變化量都比較容易求解時(shí)，就可用功能原理求解變力所做的功 【例8】質(zhì)量為2 kg的均勻鏈條長(zhǎng)為2 m，自然堆放在光滑的水平面上，用力F豎直向上勻速提起此鏈條，已知提起鏈條的速度v6 m/s，求該鏈條全部被提起時(shí)拉力F所做的功,解析：鏈條上提過程中提起部分的重力逐漸增大，鏈條保持勻速上升，故作用在鏈條上的拉力是變力，不能直接用功的公式求解根據(jù)功能原理，上提過程拉