高三物理高三物理变力做功与能量转化.doc
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1、难点3 变力做功与能量转化功是中学物理中的重要概念,它体现了力对物体的作用在空间上的累积过程.在考纲中属B级.对功尤其是变力做功是近年考查热点,亦是考生应考的难点.难点磁场1.一物体静止在升降机的地板上,在升降机加速上升的过程中,地板对物体的支持力所做的功等于图3-1A.物体势能的增加量B.物体动能的增加量C.物体动能的增加量加上物体势能的增加量D.物体动能的增加量加上克服重力所做的功图3-22.一辆车通过一根跨过定滑轮的绳PQ提升井中质量为m的物体,如图3-1所示.绳的P端拴在车后的挂钩上.设绳的总长不变,绳的质量、定滑轮的质量和尺寸、滑轮上的摩擦都忽略不计.开始时,车在A点,左右两侧绳都已
2、绷紧并且是竖直的,左侧绳长为H.提升时,车向左加速运动,沿水平方向从A经过B驶向C.设A到B的距离也为H,车过B点时速度为vB.求车由A移到B的过程中,绳Q端的拉力对物体做的功是多少?3.如图3-2所示,若在湖水里固定一细长圆管,管内有一活塞,它的下端位于水面上,活塞的底面积S=1 cm2,质量不计.大气压强p0=1.0105 Pa.现把活塞缓慢地提高H=15 m,则拉力对活塞做的功为_ J.(g=10 m/s2)案例探究例1用铁锤将一铁钉击入木块,设木块对铁钉的阻力与铁钉进入木块内的深度成正比.在铁锤击第一次时,能把铁钉击入木块内1 cm.问击第二次时,能击入多少深度?(设铁锤每次做功相等)
3、命题意图:考查对功概念的理解能力及理论联系实际抽象建立模型的能力.B级要求.错解分析:(1)不能据阻力与深度成正比这一特点,将变力求功转化为求平均阻力的功,进行等效替代.(2)不能类比迁移,采用类似据匀变速直线速度-时间图象求位移的方式,根据F-x图象求功.解题方法与技巧:解法一:(平均力法)图3-3铁锤每次做功都用来克服铁钉阻力做的功,但摩擦阻力不是恒力,其大小与深度成正比,F=-f=kx,可用平均阻力来代替.如图3-3,第一次击入深度为x1,平均阻力=kx1,做功为W1=x1=kx12.第二次击入深度为x1到x2,平均阻力=k(x2+x1),位移为x2-x1,做功为W2=(x2-x1)=
4、k(x22-x12). 两次做功相等:W1=W2.解后有:x2=x1=1.41 cm,x=x2-x1=0.41 cm.图3-4解法二:(图象法)因为阻力F=kx,以F为纵坐标,F方向上的位移x为横坐标,作出F-x图象(图3-4).曲线上面积的值等于F对铁钉做的功.由于两次做功相等,故有:S1=S2(面积),即: kx12=k(x2+x1)(x2-x1),图3-5所以x=x2-x1=0.41 cm例2如图3-5所示,置于水平面的平行金属导轨不光滑,导轨一端连接电阻R,其他电阻不计,垂直于导轨平面有一匀强磁场,磁感应强度为B,当一质量为m的金属棒ab在水平恒力F作用下由静止向右滑动时A.外力F对a
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