高考物理 解題思維與方法點撥專題五 運用動能定理求解變力功的解題思想課件

1、運用動能定理求解變力功的解題思想1對象轉(zhuǎn)換法 在有些求功的問題中，作用在物體上的力可能為變力，但轉(zhuǎn)換對象后，就 可變?yōu)榍蠛懔ｎ}五：運用動能定理求解變力功的解題思想【例1】 如右圖所示，質(zhì)量為2 kg的木塊套在光滑的豎直桿 上，用60 N的恒力F通過輕繩拉木塊，木塊在A點的 速度vA3 m/s則木塊運動到B點的速度vB是多少？ (木塊可視為質(zhì)點，g取10 m/s2) 解析：先取木塊作為研究對象，則由動能定理得：WGWT 其中WGmg ，WT是輕繩上張力對木塊做的功，由于力的方向不斷變化，這顯然是一個變力做的功，對象轉(zhuǎn)換：研究恒力F的作用點，在木塊由A運動到B的過程中，恒力F的功WFF( )，

2、它在數(shù)值上等于WT.故式可變形 為： ，代入數(shù)據(jù)解得vB7 m/s. 答案：7 m/s2過程分割法 有些問題中，作用在物體上的某個力在整個過程中是變力，但若把整個過 程分為許多小段，在每一小段上此力就可看做是恒力分別算出此力在各 小段上的功，然后求各小段上功的代數(shù)和即可求得整個過程變力所做的功【例2】 如圖所示，質(zhì)量為m的物體靜止于光滑圓弧軌道的最 低點A，現(xiàn)以始終沿切線方向、大小不變的外力F作用 于物體上使其沿圓周轉(zhuǎn)過/2到達B點，隨即撤去外力 F，要使物體能在豎直圓軌道內(nèi)維持圓周運動，外力F 至少為多大？ 解析：物體從A點到B點的運動過程中，由動能定理可得WFmgR 如何求變力F做的功呢？

3、過程分割，將AB劃分成許多小段，則當(dāng)各小段弧長s足夠小時，在每一小段上，力F可看做恒力，且其方向與該小段上物體位移方向一致，有WFFs1Fs2Fs1F(s1s2s1)FR/2 從B點起撤去外力F，物體的運動遵循機械能守恒定律，由于在最高點維持圓周運動的條件是mgmv2/R，即在圓軌道最高點處速度至少為 . 故由此機械能守恒定律得：mv/2mgRm( )2/2 聯(lián)立式得：F5mg/. 答案：5mg/.3圖象法【例3】 某物體同時受到F1、F2兩個力的作用，F(xiàn)1、F2 跟位移s的關(guān)系如右圖所示，物體從靜止開始運 動求它的動能最大值 解析：由題圖可知，力F1、F2都是變力，且前5 m位移中，F(xiàn)1F2

4、，物體做加速運動，所以s5m時物體動能最大，設(shè)為Ekm.由動能定理得：Ekm0W1 W2，其中W1為力F1做的功，數(shù)值等于F1圖線跟坐標軸及s5 m所圍面積，即W1(105)/25 J37.5 J；W2為F2做的功，數(shù)值等于F2圖線跟坐標軸及s5 m所圍面積，即W2(5/2)5 J12.5 J所以式中Ekm37.5 J12.5 J25 J. 答案：25 J【例4】 一輛汽車在平直的路面上以恒定功率由靜止開始行駛，設(shè)所受阻力大 小不變，其牽引力F與速度v的關(guān)系如右圖所示，加速過程結(jié)束時對 應(yīng)圖中的B點，所用的時間t10 s，經(jīng)歷的路程s60 m此后汽車做 勻速直線運動求： (1)汽車所受阻力的大

5、?。?(2)汽車的質(zhì)量解析：(1)由題圖信息知：汽車從B點開始做勻速直線運動，故fF牽1104 N.(2)由題意Pfvm，其中vm10 m/s，又Ptfs 解以上兩式得：m8103 kg.答案：(1)1104 N(2)8103 kg4狀態(tài)分析法 動能定理不涉及做功過程，故求變力功時只分析做功前后狀態(tài)即可【例5】 如圖所示，質(zhì)量為m的物體被線牽引著在光滑的水平面上做勻速圓周 運動，拉力為F時，轉(zhuǎn)動半徑為r.當(dāng)拉力增至8F時，物體仍做勻速圓周 運動，其轉(zhuǎn)動半徑為r/2，求拉力對物體做的功 解析：對物體運用牛頓第二定律得拉力為F時，F(xiàn)mv/r， 拉力為8F時，8Fmv/(r/2) 聯(lián)立及動能定理得：

6、拉力做功Wmv/2mv/22FrFr/23Fr/2. 答案：3Fr/29、靜夜四無鄰，荒居舊業(yè)貧。2022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202210、雨中黃葉樹，燈下白頭人。2022/10/162022/10/162022/10/1610/16/2022 1:50:39 AM11、以我獨沈久，愧君相見頻。2022/10/162022/10/162022/10/16Oct-2216-Oct-2212、故人江海別，幾度隔山川。2022/10/162022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202213、乍見翻疑夢，相悲各

7、問年。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202214、他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國見青山。16 十月 20222022/10/162022/10/162022/10/1615、比不了得就不比，得不到的就不要。十月 222022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202216、行動出成果，工作出財富。2022/10/162022/10/1616 October 202217、做前，能夠環(huán)視四周；做時，你只能或者最好沿著以腳為起點的射線向前。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/169、

8、沒有失敗，只有暫時停止成功！。2022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202210、很多事情努力了未必有結(jié)果，但是不努力卻什么改變也沒有。2022/10/162022/10/162022/10/1610/16/2022 1:50:39 AM11、成功就是日復(fù)一日那一點點小小努力的積累。2022/10/162022/10/162022/10/16Oct-2216-Oct-2212、世間成事，不求其絕對圓滿，留一份不足，可得無限完美。2022/10/162022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202213、不知香積寺，

9、數(shù)里入云峰。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202214、意志堅強的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。16 十月 20222022/10/162022/10/162022/10/1615、楚塞三湘接，荊門九派通。十月 222022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202216、少年十五二十時，步行奪得胡馬騎。2022/10/162022/10/1616 October 202217、空山新雨后，天氣晚來秋。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/169、楊柳散和風(fēng)，

10、青山澹吾慮。2022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202210、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。2022/10/162022/10/162022/10/1610/16/2022 1:50:39 AM11、越是沒有本領(lǐng)的就越加自命不凡。2022/10/162022/10/162022/10/16Oct-2216-Oct-2212、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯兒。2022/10/162022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202213、知人者智，自知者明。勝人者有力，自勝者強。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202214、意志堅強的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。16 十月 20222022/10/162022/10/162022/10/1615、最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。十月 222022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202216、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2022/10/162022/10/1616 October 202217、一個人即使已登上頂峰，也仍要自強不息。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/16MOMODA POW