（浙江選考）2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能守恒定律本章學(xué)科素養(yǎng)提升學(xué)案.docx

第五章 機(jī)械能守恒定律(1)用動(dòng)能定理求變力做功動(dòng)能定理既適用于直線運(yùn)動(dòng)，也適用于曲線運(yùn)動(dòng)，既適用于求恒力做功，也適用于求變力做功因使用動(dòng)能定理可由動(dòng)能的變化來求功，所以動(dòng)能定理是求變力做功的首選(2)利用微元法求變力做功將物體的位移分割成許多小段，因小段很小，每一小段上作用在物體上的力可以視為恒力，這樣就將變力做功轉(zhuǎn)化為在無數(shù)多個(gè)無窮小的位移上的恒力所做“元功”的代數(shù)和此法在中學(xué)階段常應(yīng)用于求解大小不變、方向改變的變力做功問題(3)化變力為恒力求變力做功變力做功直接求解時(shí)，通常都比較復(fù)雜，但若通過轉(zhuǎn)換研究對(duì)象，有時(shí)可化為恒力做功，可以用WFlcos求解此法常常應(yīng)用于輕繩通過定滑輪拉物體的問題中例1如圖1所示，一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)在半徑為R的半球形容器中(容器固定)由靜止開始自邊緣上的A點(diǎn)滑下，到達(dá)最低點(diǎn)B時(shí)，它對(duì)容器的正壓力為FN.重力加速度為g，則質(zhì)點(diǎn)自A滑到B的過程中，摩擦力對(duì)其所做的功為()圖1A.R(FN3mg) B.R(2mgFN)C.R(FNmg) D.R(FN2mg)答案A解析質(zhì)點(diǎn)在B點(diǎn)，由牛頓第二定律，有：FNmgm，由牛頓第三定律有FNFN，質(zhì)點(diǎn)在B點(diǎn)的動(dòng)能為EkBmv2(FNmg)R.質(zhì)點(diǎn)自A滑到B的過程中，由動(dòng)能定理：mgRWfEkB0，解得：WfR(FN3mg)，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤規(guī)律總結(jié)利用公式WFlcos不容易直接求功時(shí)，可考慮由動(dòng)能的變化來間接求功，尤其對(duì)于曲線運(yùn)動(dòng)或變力做功問題例2如圖2所示，在一半徑為R6m的圓弧形橋面的底端A，某人把一質(zhì)量為m8kg的物塊(可看成質(zhì)點(diǎn))，用大小始終為F75N的拉力從底端緩慢拉到橋面頂端B(圓弧AB在一豎直平面內(nèi))，拉力的方向始終與物塊在該點(diǎn)的切線成37角整個(gè)圓弧橋面所對(duì)的圓心角為120，物塊與橋面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為(g取10m/s2)，求這一過程中：圖2(1)拉力F做的功；(2)橋面對(duì)物塊的摩擦力做的功思維導(dǎo)引本題中拉力和摩擦力均為變力，不能直接用功的公式計(jì)算因?yàn)槔的大小不變，方向時(shí)刻在變，可用微元法分析求解；而對(duì)于摩擦力，由于正壓力在變，所以摩擦力大小和方向都變，可根據(jù)動(dòng)能定理求解答案(1)376.8J(2)136.8J解析(1)將圓弧分成很多小段l1、l2、ln，拉力在每小段上做的功為W1、W2、Wn，因拉力F大小不變，方向始終與物塊在該點(diǎn)的切線成37角，所以W1Fl1cos37、W2Fl2cos37、WnFlncos37所以WFW1W2WnFcos37(l1l2ln)Fcos372R376.8J(2)因?yàn)橹亓做的功WGmgR(1cos60)240J.而因物塊在拉力F作用下緩慢移動(dòng)，動(dòng)能不變，由動(dòng)能定理知WFWGWf0所以WfWFWG376.8J240J136.8J.規(guī)律總結(jié)微元法解題的思想方法：將研究對(duì)象分解為很多“微元”，或?qū)⑵溥\(yùn)動(dòng)過程分解成許多微小的“元過程”(對(duì)應(yīng)的物理量微元可以分為時(shí)間微元、速度微元、位移微元、電荷量微元等)，分析每個(gè)“元過程”遵循的物理規(guī)律，然后將每個(gè)“元過程”相關(guān)的物理量累加求和，從而使問題得到解決例3如圖3所示，固定的光滑豎直桿上套著一個(gè)滑塊，用輕繩系著滑塊繞過光滑的定滑輪，以大小恒定的拉力F拉繩，使滑塊從A點(diǎn)起由靜止開始上升若從A點(diǎn)上升至B點(diǎn)和從B點(diǎn)上升至C點(diǎn)的過程中拉力F做的功分別為W1和W2，圖中ABBC，則()圖3AW1>W2BW1<W2CW1W2D無法確定W1和W2的大小關(guān)系答案A解析輕繩對(duì)滑塊做的功為變力做功，可以通過轉(zhuǎn)換研究對(duì)象，將變力做功轉(zhuǎn)化為恒力做功；因輕繩對(duì)滑塊做的功等于拉力F對(duì)輕繩做的功，而拉力F為恒力，WFl，l為輕繩拉滑塊過程中力F的作用點(diǎn)移動(dòng)的位移，大小等于定滑輪左側(cè)繩長(zhǎng)的縮短量，由題圖可知，lAB>lBC，故W1>W2，A正確