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《難點(diǎn)4變力做功與能量轉(zhuǎn)化變力做功的求解方法對(duì)于變力做功一般不能依》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫(kù)。
1、難點(diǎn)4變力做功與能量轉(zhuǎn)化變力做功的求解方法對(duì)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(guò)技巧的轉(zhuǎn)化間接求解.1、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(dòng)能定理法:在某些問(wèn)題中,由于力F大小或方向的變化,導(dǎo)致無(wú)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
2、——?jiǎng)幽艿淖兓瘉?lái)求變力F的功:W=ΔEk4、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(duì)于大小、方向都隨時(shí)變化的變力F所做的功,可以通過(guò)對(duì)物理過(guò)程的分析,從能量轉(zhuǎn)化多少的角度來(lái)求解1、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(guò)程中,地板對(duì)物體的支持力所做的功等于A、物體勢(shì)能的增加量B、物體動(dòng)能的增加量C、物體動(dòng)能的增加量加上物體勢(shì)能的增加量D、物體動(dòng)能的增加量加上克服重力所做的功解析:由于升降機(jī)加速上升,對(duì)物體受力分析,N-G=ma因此地板對(duì)物體的支持力N所做的功=物體勢(shì)能的增加量+動(dòng)能的增加量又重力做負(fù)
3、功,則克服重力做的功為正功,克服重力做的功=物體勢(shì)能的增加量,CD對(duì)。2、一輛車(chē)通過(guò)一根跨過(guò)定滑輪的繩PQ提升井中質(zhì)量為m的物體,如圖所示。繩的P端拴在車(chē)后的掛鉤上。設(shè)繩的總長(zhǎng)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(kāi)始時(shí),車(chē)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(zhǎng)為H。提升時(shí),車(chē)向左加速運(yùn)動(dòng),沿水平方向從A經(jīng)過(guò)B駛向C。設(shè)A到B的距離也為H,車(chē)過(guò)B點(diǎn)時(shí)速度為vB。求車(chē)由A移到B的過(guò)程中,繩Q端的拉力對(duì)物體做的功是多少?解析:小車(chē)B由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B,前進(jìn)的距離為AB,則繩長(zhǎng)又原本的H變?yōu)楝F(xiàn)在BD的長(zhǎng)度
4、。又三角形關(guān)系,得到繩子伸長(zhǎng)了,則物體m升高的高度Dh=小物體m重力勢(shì)能的增加量為DEp=mgDh=當(dāng)小車(chē)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí),速度為vB,而小物體m的速度和繩子的速度相同,將vB進(jìn)行速度分解,如圖,得到根據(jù)動(dòng)能定理,小物體m動(dòng)能的增加量繩子拉力對(duì)物體做的功3、如圖所示,若在湖水里固定一細(xì)長(zhǎng)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(duì)活塞做的功為_(kāi)______J。(g=10m/s2)解析:設(shè)湖水在管中上升的最大高度為h0,由液體壓強(qiáng)
5、公式可得ρgh0=p0,得到h0=10m水最高可以上升10m,而活塞上升了15m,這就表示活塞繼續(xù)上升5m的過(guò)程中,拉力是恒力F=p0S=10NWF2=F(H-h0)=50J而在水上升的過(guò)程中,拉力對(duì)活塞做的功就等于水的勢(shì)能的增加量WF1=mgh0/2=50J所以拉力做的總功=WF1+WF2=100J拉力作的功分兩個(gè)階段求:一是將水提高10m,拉力作的功數(shù)值上等于10m高的水柱增加的重力勢(shì)能;二是活塞后來(lái)上升5m時(shí)克服大氣壓力作功,(水柱不再上升了,水柱與活塞之間存在一段真空)。4、用鐵錘將一鐵釘擊入木塊,設(shè)木塊對(duì)鐵釘?shù)淖枇εc
6、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(wèn)擊第二次時(shí),能擊入多少深度?(設(shè)鐵錘每次做功相等)解法一:(平均力法)鐵錘每次做功都用來(lái)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(lái)代替如圖,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=1.41cmΔx=x2-x1=0.41
7、cm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為橫坐標(biāo),作出F-x圖象。曲線上面積的值等于F對(duì)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),所以Δx=x2-x1=0.41cm5、如圖所示,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(chǎng),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(dòng)時(shí)A、外力F對(duì)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(dòng)時(shí),外力F做的功才等于電路中
8、產(chǎn)生的電能C、無(wú)論棒ab做何運(yùn)動(dòng),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(dòng)的速度越大,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的效率越高解析:(能量守恒法)在導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中外力做的功,用來(lái)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,高考資源網(wǎng),www.k