《2022高考物理系列模型之過(guò)程模型 專題10 變力做功模型學(xué)案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2022高考物理系列模型之過(guò)程模型 專題10 變力做功模型學(xué)案（17頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、2022高考物理系列模型之過(guò)程模型 專題10 變力做功模型學(xué)案模型界定由于只適用于恒力所做功，故在本模型中主要?dú)w納各種情況下變力做功的判定及計(jì)算模型破解1 變力做功情況的的判定（i)可利用功能關(guān)系來(lái)判定：力對(duì)物體做正功時(shí)物體的能量增加，力對(duì)物體做負(fù)功時(shí)物體的能量減少有對(duì)應(yīng)形式的勢(shì)能的變力（彈簧彈力、點(diǎn)電荷間靜電力等）做功時(shí)，對(duì)應(yīng)形式的勢(shì)能增大時(shí)該力做負(fù)功，否則變力做正功（ii）可利用力的方向與瞬時(shí)速度方向的夾角來(lái)判定：力與物體的瞬時(shí)速度方向之間的夾角始終保持為銳角（角度可以變化）時(shí)，力對(duì)物體做正功；力與物體的瞬時(shí)速度方向之間的夾角始終保持為直角時(shí)力不對(duì)物體做功；力與物體的瞬時(shí)速度方向之間的夾角
2、始終保持為鈍角時(shí)力對(duì)物體做負(fù)功（iii）可利用力的方向與位移方向的夾角來(lái)判定：當(dāng)力的方向不變時(shí)，可由力與位移的方向間夾角來(lái)判定例.如圖所示，把小球由圖中位置同時(shí)由靜止釋放（繩開(kāi)始時(shí)拉直），則在小球向左下擺動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是繩對(duì)球做正功繩對(duì)球不做功繩對(duì)球做負(fù)功繩對(duì)球做正功【答案】【解析】在小球下擺過(guò)程中，由于距點(diǎn)較遠(yuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)較慢，位置落后于球從運(yùn)動(dòng)角度來(lái)看，球繞點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，球一方面隨球轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)還相對(duì)于球向后轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖所示則球的瞬時(shí)速度時(shí)刻與繩垂直，與繩之間夾角為鈍角；而球相對(duì)球的速度方向與繩垂直，其對(duì)地的瞬時(shí)速度方向與繩之間夾角為銳角故可知繩對(duì)球不做功，繩對(duì)球做負(fù)功、對(duì)球做正功，錯(cuò)誤正確例.如圖
3、所示，一根質(zhì)量可以忽略不計(jì)的剛性輕桿，一端為固定轉(zhuǎn)軸，桿可在豎直平面內(nèi)無(wú)摩擦的轉(zhuǎn)動(dòng)，桿的中心點(diǎn)及另一端各固定一個(gè)小球和。已知兩球質(zhì)量相同，現(xiàn)用外力使桿靜止在水平方向，然后撤去外力，桿將擺下，從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到桿處于豎直方向的過(guò)程中重力對(duì)球的沖量等于重力對(duì)球的沖量桿的彈力對(duì)球做正功，對(duì)球做負(fù)功桿的彈力對(duì)球做負(fù)功，對(duì)球做正功桿的彈力對(duì)球和球均不做功【答案】中機(jī)械能減少，則桿的彈力對(duì)球做負(fù)功，同理可知桿的彈力對(duì)球做負(fù)功，錯(cuò)誤正確模型演練1.在2008北京奧運(yùn)會(huì)上，俄羅斯著名撐桿跳運(yùn)動(dòng)員伊辛巴耶娃以5.05m的成績(jī)第24次打破世界紀(jì)錄。圖為她在比賽中的幾個(gè)畫面。下列說(shuō)法中正確的是 A運(yùn)動(dòng)員過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的速度為
4、零； B撐桿恢復(fù)形變時(shí)，彈性勢(shì)能完全轉(zhuǎn)化為動(dòng)能； C運(yùn)動(dòng)員要成功躍過(guò)橫桿，其重心必須高于橫桿； D運(yùn)動(dòng)員在上升過(guò)程中對(duì)桿先做正功后做負(fù)功?！敬鸢浮?2.如圖所示，質(zhì)量均為m的ab兩球固定在輕桿的兩端，桿可繞點(diǎn)在豎直平面內(nèi)無(wú)摩擦的轉(zhuǎn)動(dòng)，已知兩球距點(diǎn)的距離L1L2.今在水平位置由靜止釋放，則在下降過(guò)程中，桿對(duì)球的作用力：方向沿，不做功方向沿，做正功方向與成一定夾角，做正功方向與成一定夾角，做負(fù)功【答案】【解析】在球上升過(guò)程中，b球的重力勢(shì)能和動(dòng)能均增大，即b球的機(jī)械能增大，只能是桿對(duì)b球做了正功而b球繞點(diǎn)沿圓弧運(yùn)動(dòng)，速度方向與桿垂直，則桿對(duì)b球的彈力一定不沿方向，否則桿對(duì)球不做功，故正確2.變力做
5、功多少的定性比較由可知，定性比較某些特定階段中變力所做功時(shí)，可比較相同大小的力方向上的位移，也可比較相同位移上的分力例.如圖所示, 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(guò)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(kāi)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(guò)程中拉力F做的功分別為W1、W2,滑塊經(jīng)B、C兩點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為EkB、EkC,圖中AB=BC,則一定 （ ）A.W1W2B.W1EkCD.EkBW2.（解二）如圖乙拉力對(duì)繩所做功與繩對(duì)環(huán)所做功相同由于拉力大小不變，可知繩對(duì)環(huán)的拉力大小不變將繩對(duì)環(huán)的拉力沿水平方向與豎直方向分解，則有，由于AB=BC,可知，故
6、W1W2.因F在豎直方向上的分力逐漸減小，雖在點(diǎn)處力的豎直分力大于環(huán)的重力，但在從到的過(guò)程中力在豎直方向上的分力是否小于重力及在什么位置小于重力都是未知的，故不能判定處的速度大小也即動(dòng)能大小從功能的角度來(lái)看，從到與從到的過(guò)程中，重力做的負(fù)功相等，但力做的正功卻是減少的，從到合力做功為正值，但不能判定從到的過(guò)程中合力做功情況，故不能判定兩點(diǎn)處動(dòng)能的大小答案只有項(xiàng)3.變力做功的定量計(jì)算（i）方向不變的變力做功可用其平均值計(jì)算如圖，當(dāng)力與物體發(fā)生的位移成線性關(guān)系時(shí)，力對(duì)位移的平均值等于此過(guò)程中力的最大值與力的最小值的算術(shù)平均值（注意力對(duì)位移的平均與力對(duì)時(shí)間的平均值間的差別）例. 要把長(zhǎng)為的鐵釘釘入木
7、板中，每打擊一次給予的能量為，已知釘子在木板中遇到的阻力與釘子進(jìn)入木板的深度成正比，比例系數(shù)為k。問(wèn)此釘子全部進(jìn)入木板需要打擊幾次？【答案】設(shè)全過(guò)程共打擊n次，則給予釘子的總能量：所以（ii）力的大小不變且力的方向與物體運(yùn)動(dòng)方向間的夾角恒定時(shí)，力做功可由求解，式中是物體通過(guò)的路程，是力與瞬時(shí)速度間的夾角例5.以初速度v0豎直向上拋出一質(zhì)量為m的小物體。假定物塊所受的空氣阻力f大小不變。已知重力加速度為g，則物體上升的最大高度和返回到原拋出點(diǎn)的速率分別為A、和 B、和C、和 D、和【答案】【解析】:上升的過(guò)程中由動(dòng)能定理得,求返回拋出點(diǎn)的速度由全程使用動(dòng)能定理重力做功為零,只有阻力做功,且阻力始
8、終與速度反向,故有,解得,A正確. （iii）利用力對(duì)空間變化的對(duì)稱性有些情況下，物體在變力作用下的某一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，變力隨空間位置變化時(shí)具有對(duì)稱性，如圖，在某一點(diǎn)x=a的兩側(cè)的任意對(duì)稱點(diǎn)上，若總有，即在對(duì)稱點(diǎn)處作用力與差值相等，則在這個(gè)過(guò)程中變力的平均值等于，可用公式求解例6.如圖，一“”形絕緣導(dǎo)軌豎直放置，處在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。左邊的半圓弧與水平桿ab、cd相切于a、c兩點(diǎn)，兩水平桿的高度差為h，桿長(zhǎng)為4L，O為ad、bc連線的交點(diǎn)，虛線MN、MN的位置如圖，其中aM = MM= CN = NN=L，Mb=Nd = 2L。一質(zhì)量為m，帶電量為q的小球穿在桿上。虛線MN左邊的導(dǎo)軌光滑，虛線
9、MN右邊的導(dǎo)軌與小球之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。已知：在O處沒(méi)有固定點(diǎn)電荷+Q的時(shí)候，將帶電小球自N點(diǎn)由靜止釋放后，小球剛好可到達(dá)a點(diǎn)?，F(xiàn)在O處固定點(diǎn)電荷+Q，并將帶電小球自d點(diǎn)以初速度v0向左瞬間推出。結(jié)果小球可沿桿運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)。（靜電力恒量為k，重力加速度為g，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中+Q對(duì)-q的電場(chǎng)力始終小于小球的重力）求：（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E；（2）運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球所受摩擦力的最大值fm和小球經(jīng)過(guò)M 點(diǎn)時(shí)的加速度大小a ；（3）使小球能夠運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的初速度v0的最小值?！敬鸢浮?1)(2),(3)【解析】（1）從到由動(dòng)能定理有： 可得（2）經(jīng)分析可知：小球經(jīng)過(guò)M點(diǎn)時(shí)，球與軌道之間的彈力最大，所受的滑動(dòng)摩
10、擦力最大在M 點(diǎn)處由牛頓第二定律有故小球經(jīng)過(guò)M點(diǎn)時(shí)的加速度大小為： 由動(dòng)能定理知小球的初速度v0的最小值應(yīng)滿足：可得（iv）變力的功率恒定時(shí)可由求解（v）變力的功率也變化時(shí)可由平均功率求解當(dāng)功率隨時(shí)間線性變化時(shí)例7.一電動(dòng)小車沿如圖所示的路徑運(yùn)動(dòng)，小車從A點(diǎn)由靜止出發(fā)，沿粗糙的水平直軌道運(yùn)動(dòng)L后，由B點(diǎn)進(jìn)入半徑為R的光滑豎直圓形軌道，運(yùn)動(dòng)一周后又從B點(diǎn)離開(kāi)圓軌道進(jìn)入水平光滑軌道BC段，在C與平面D間是一蓄水池.已知小車質(zhì)量m=0.1kg、L=10m、R=0.32m、h=1.25m、s=1.50m，在AB段所受阻力為0.3N.小車只在AB路段可以施加牽引力，牽引力的功率為P=1.5W，其他路段電
11、動(dòng)機(jī)關(guān)閉.問(wèn)：要使小車能夠順利通過(guò)圓形軌道的最高點(diǎn)且能落在右側(cè)平臺(tái)D上，小車電動(dòng)機(jī)至少工作多長(zhǎng)時(shí)間？（g取10m/s2）【答案】2.53s【解析】設(shè)車剛好越過(guò)圓軌道最高點(diǎn)，設(shè)最高點(diǎn)速度為v2，最低點(diǎn)速度為v1在最高點(diǎn)由牛頓第二定律得 mg=由機(jī)械能守恒定律得 mv12=mv22+mg(2R)解得 v1=4m/s小車在離開(kāi)C點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)由h=gt2 得t=0.5sx=v1t=2mxs ，所以小車能夠越過(guò)蓄水池小車的功率不變，根據(jù)知，隨著速度v的增大，牽引力將變小，不能用求電動(dòng)機(jī)所做功設(shè)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)間為t0，在AB段由動(dòng)能定理得Pt0-fL=mv12解得t0=2.53s（vi）變力的壓強(qiáng)一定時(shí)可
12、由求解在涉及液體或氣體的等壓過(guò)程中，可由求解變化的壓力所做的功，式中是壓強(qiáng)，是液體或氣體的體積變化量例8.成年人正常心跳每分鐘約75次，一次血液循環(huán)中左心室的血壓（可看作心臟壓送血液的壓強(qiáng)）的平均值為1.37104pa ，左、右心室收縮時(shí)射出的血量約為70mL，右心室對(duì)肺動(dòng)脈的壓力約為左心室的1/5，據(jù)此估算心臟工作的平均功率?！敬鸢浮?每次心跳過(guò)程的平均時(shí)間故心臟工作的平均功率為（vii）變力與位移的關(guān)系圖象已知時(shí)，可利用圖線與位移軸所圍的面積求解力與位移的關(guān)系圖象中圖線與位移軸所圍面積等于力在該段位移內(nèi)所做的功例9如圖甲所示，靜置于光滑水平面上坐標(biāo)原點(diǎn)處的小物塊，在水平拉力F作用下，沿x軸
13、方向運(yùn)動(dòng)，拉力F隨物塊所在位置坐標(biāo)x的變化關(guān)系如圖乙所示，圖線為半圓則小物塊運(yùn)動(dòng)到x0處時(shí)的動(dòng)能為 A0 B.2(1)Fmx0C.4()Fmx0 D.4()x02【答案】【解析】根據(jù)動(dòng)能定理，小物塊運(yùn)動(dòng)到x0處時(shí)的動(dòng)能為這段時(shí)間內(nèi)力F所做的功，物塊在變力作用下運(yùn)動(dòng)，不能直接用功的公式來(lái)計(jì)算，但此題可用根據(jù)圖象求“面積”的方法來(lái)解決力F所做的功的大小等于半圓的“面積”大小即EkW2(1)S圓2(1)Fm2(x0).4()Fmx0，C選項(xiàng)正確（viii）變化的電場(chǎng)力做功可利用電勢(shì)差求解例10.如圖所示，A、B、O、C為在同一豎直平面內(nèi)的四點(diǎn)，其中A、B、O沿同一豎直線，B、C同在以O(shè)為圓心的圓周（
14、用虛線表示）上，沿AC方向固定有一光滑絕緣細(xì)桿L，在O點(diǎn)固定放置一帶負(fù)電的小球現(xiàn)有兩個(gè)質(zhì)量和電荷量都相同的帶正電的小球a、b，先將小球a穿在細(xì)桿上，讓其從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿桿下滑，后使 b從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿豎直方向下落各帶電小球均可視為點(diǎn)電荷，則下列說(shuō)法中正確的是A從A點(diǎn)到C點(diǎn)，小球a做勻加速運(yùn)動(dòng)B小球a在C點(diǎn)的動(dòng)能大于小球b在B點(diǎn)的動(dòng)能 C從A點(diǎn)到C點(diǎn)，小球a的機(jī)械能先增加后減小，但機(jī)械能與電勢(shì)能之和不變D小球a從A點(diǎn)到C點(diǎn)的過(guò)程中電場(chǎng)力做的功大于小球b從A點(diǎn)到B點(diǎn)的過(guò)程中電場(chǎng)力做的功【答案】?jī)牲c(diǎn)電勢(shì)相同,則AB間電勢(shì)差與AC間電勢(shì)差相等,兩球電荷相同,則電場(chǎng)力做功相同,D錯(cuò)誤.（ix）某些特
15、殊情況下變力所做的功可通過(guò)轉(zhuǎn)換求恒力所做功例11.如圖所示，某人用大小不變的力F拉著放在光滑水平面上的物體。開(kāi)始時(shí)與物體相連的輕繩和水平面間的夾角為，當(dāng)拉力F作用一段時(shí)間后，繩與水平面間的夾角為。已知圖中的高度是h，滑輪的質(zhì)量、繩與滑輪間的摩擦不計(jì)，求繩的拉力T對(duì)物體所做的功?！敬鸢浮俊窘馕觥坷在對(duì)物體做功的過(guò)程中大小不變，但方向時(shí)刻改變，所以這是個(gè)變力做功問(wèn)題。由題意可知，但是在滑輪的質(zhì)量以及滑輪與繩間的摩擦不計(jì)的情況下，人對(duì)繩做的功就等于繩的拉力對(duì)物體做的功而拉力F的大小和方向都不變，所以F做的功可以用公式WFscos直接計(jì)算，于是問(wèn)題轉(zhuǎn)化為求恒力做功。由圖可知，在繩與水平面的夾角由變
16、到的過(guò)程中，拉力F的作用點(diǎn)的位移為：所以繩對(duì)物體做功：（x）一般情況下變力所做的功可由功能原理或動(dòng)能定理求解例12.如圖所示，一根形狀的輕支架上固定著兩個(gè)小球，支架可以繞轉(zhuǎn)軸在豎直平面內(nèi)無(wú)摩擦的自由轉(zhuǎn)動(dòng)，已知mA=2kg，mB=1kg，AC=BC=OC=1m在球上施加一個(gè)力，使裝置靜止，與轉(zhuǎn)軸在同一水平線上則撤去力，當(dāng)球擺動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)球做多少功？（取g=10m/s2)【答案】17.07J【解析】球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，如圖所示對(duì)兩球根據(jù)機(jī)械能守恒得：其中兩球具有相同的角速度，故得對(duì)球由動(dòng)能定理得：解得即球克服桿的作用力做功.模型演練3.如圖所示，演員正在進(jìn)行雜技表演。由圖可估算出他將一只雞蛋拋出
17、的過(guò)程中對(duì)雞蛋所做的功最接近于 A0.3J B3J C30J D300J【答案】 4.一質(zhì)量為1kg的質(zhì)點(diǎn)靜止于光滑水平面上，從t=0時(shí)起，第1秒內(nèi)受到2N的水平外力作用，第2秒內(nèi)受到同方向的1N的外力作用。下列判斷正確的是A 02s內(nèi)外力的平均功率是WB第2秒內(nèi)外力所做的功是JC第2秒末外力的瞬時(shí)功率最大D第1秒內(nèi)與第2秒內(nèi)質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能增加量的比值是【答案】【解析】由動(dòng)量定理求出1s末、2s末速度分別為：v1=2m/s、v2=3m/s 故由動(dòng)能定理可知合力在第s及前s內(nèi)做功分別為=、=.，前s內(nèi)的平均功率為，錯(cuò)誤；第s內(nèi)合力做功為.，錯(cuò)誤。 由v知1s末、2s末功率分別為：4w、3w，錯(cuò)誤。 第
18、1秒內(nèi)與第2秒動(dòng)能增加量分別為：、，比值：4：5，正確。5.如圖所示,一質(zhì)量為m的物體放在水平地面上,上端用一根原長(zhǎng)為L(zhǎng)、勁度系數(shù)為k的輕彈簧相連.現(xiàn)用手拉彈簧的上端P緩慢向上移動(dòng).當(dāng)P點(diǎn)位移為H時(shí),物體離開(kāi)地面一段距離h,則在此過(guò)程中 A.拉彈簧的力對(duì)彈簧做功為mgHB.拉彈簧的力對(duì)彈簧做功為mgh+ C.物體增加的重力勢(shì)能為mgH-D.彈簧增加的彈性勢(shì)能為mg(H-h)【答案】【解析】:緩慢拉動(dòng)過(guò)程中在物體離開(kāi)地面之前拉力是一變力,其大小始終與彈簧彈力相等,即與位移成正比,其最小值為0,最大值等于物體重力,此過(guò)程P點(diǎn)通過(guò)的位移,拉力所做功為或,由功能原理知彈簧增加的彈性勢(shì)能.此后物體與彈簧
19、一起上升h高度,彈簧的長(zhǎng)度不再變化,拉力恒等于物體重力,此過(guò)程中拉力做功等于物體增加的重力勢(shì)能,故整個(gè)過(guò)程中拉力做功或,可見(jiàn)只有C正確.6.如圖所示，水池中水深為h，水面面積足夠大.水面上漂浮一塊質(zhì)量為m的正方形木塊，已知其邊長(zhǎng)為a，漂浮時(shí)恰好有一半浸沒(méi)于水中現(xiàn)在木塊的上表面正中心施加一豎直向下的力，使木塊緩慢地被壓入到水底，求此過(guò)程中力所做功【答案】過(guò)程中力F做功為(解法二)從能量守恒的角度考慮,整個(gè)過(guò)程中力F所做功應(yīng)等于水增加的重力勢(shì)能與木塊減少的重力勢(shì)能的差值.木塊減少的重力勢(shì)能.當(dāng)木塊被壓到池底時(shí),木塊所位置同體積的水上升,一半填補(bǔ)到木塊原排開(kāi)的那部分水的位置,一半平鋪到水面上,由阿基
20、米德定律知這部分水的質(zhì)量為2m,取水底為重力勢(shì)能零點(diǎn),則可知這部分水增加的重力勢(shì)能為,故力F所做功為.7.如圖所示，在光滑的水平板的中央有一光滑的小孔，一根不可伸長(zhǎng)的輕繩穿過(guò)小孔繩的兩端分別拴有一小球C和一質(zhì)量為m的物體B，在物體B的下端還懸掛有一質(zhì)量為3m的物體A使小球C在水平板上以小孔為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，穩(wěn)定時(shí)，圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R現(xiàn)剪斷連接A、B的繩子，穩(wěn)定后，小球以2R的半徑在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的A剪斷連接A、B的繩子后，B和C組成的系統(tǒng)機(jī)械能增加B剪斷連接A、B的繩子后，小球C的機(jī)械能不變C剪斷連接A、B的繩子后，物體B對(duì)小球做功為3mgRD剪斷連接A、B的繩子前
21、，小球C的動(dòng)能為2mgR【答案】【解析】:剪斷繩子前由牛頓第二定律有,故小球C此時(shí)的動(dòng)能,D正確.剪斷連接AB的繩子后,BC間繩上張力減小,小球C做離心運(yùn)動(dòng),物體B上升,但除重力外無(wú)其他外力對(duì)系統(tǒng)做功系統(tǒng)內(nèi)沿繩中張力方向BC兩物體的相對(duì)位移為零,即內(nèi)力總功為零,故BC系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,B的機(jī)械能增大則C的機(jī)械能減少,AB皆錯(cuò)誤.由動(dòng)能定理(或能量守恒)知物體B對(duì)小球做功等于小球動(dòng)能的變化量,在剪斷繩后由牛頓第二定律有,此時(shí)的動(dòng)能,故,C錯(cuò)誤.8.如圖所示，將一個(gè)質(zhì)量為m，長(zhǎng)為a，寬為b的矩形物體豎立起來(lái)的過(guò)程中，人至少需要做多少功？【答案】由功能原理可知當(dāng)時(shí)，最小，為：。9.如圖所示，固定在豎
22、直面內(nèi)的光滑圓環(huán)半徑為R，圓環(huán)上套有質(zhì)量分別為m和2m的小球A、B（均可看作質(zhì)點(diǎn)），且小球A、B用一長(zhǎng)為2R的輕質(zhì)細(xì)桿相連，在小球B從最高點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿圓環(huán)下滑至最低點(diǎn)的過(guò)程中（已知重力加速度為g），下列說(shuō)法正確的是AA球增加的機(jī)械能等于B球減少的機(jī)械能BA球增加的重力勢(shì)能等于B球減少的重力勢(shì)能CA球的最大速度為D細(xì)桿對(duì)A球做的功為【答案】【解析】由于軌道光滑，由兩小球和輕桿組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故正確。此過(guò)程中球減少的重力勢(shì)能等于球增加的重力勢(shì)能與系統(tǒng)增加的動(dòng)能之和，錯(cuò)誤。因兩球由一桿連接，則兩球沿軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)在任一時(shí)刻角速度相等，線速度也相等，速度同時(shí)達(dá)到最大。當(dāng)球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)的重力勢(shì)
23、能最小、動(dòng)能最大，由機(jī)械能守恒有：，可解得，錯(cuò)誤。細(xì)桿對(duì)A球做的功等于球增加的機(jī)械能：，正確。 10.一根彈性細(xì)繩勁度系數(shù)為K，將其一端固定，另一端穿過(guò)一光滑小孔O系住一質(zhì)量為m的滑塊，滑塊放在水平地面上。當(dāng)細(xì)繩豎直時(shí)，小孔O到懸點(diǎn)的距離恰為彈性細(xì)繩原長(zhǎng)，小孔O到正下方水平地面上 P點(diǎn)的距離為h(hmg/k滑塊與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為u，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，彈性細(xì)繩始終在其彈性限度內(nèi)。求：(1)當(dāng)滑塊置于水平面能保持靜止時(shí)，滑塊到P點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離； (2)如果滑塊從P點(diǎn)向右勻速運(yùn)動(dòng)，就需給滑塊一水平向右的力F，力F與時(shí)間t的關(guān)系為如圖所示的直線，已知圖線的斜率為b。根據(jù)圖線求滑塊勻速運(yùn)動(dòng)的速度；(3)若在上述勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，滑塊從P點(diǎn)向右運(yùn)動(dòng)了S的距離，求拉力F所做的功?！敬鸢浮浚ǎǎǎ窘馕觥浚ǎ┰O(shè)滑塊離點(diǎn)最遠(yuǎn)時(shí)，彈性繩 伸長(zhǎng)x，彈性繩與水平面夾角為，滑塊到點(diǎn)最遠(yuǎn)距離為，受力如圖甲所示由解得（2）滑塊向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)受力如圖乙所示由解得結(jié)合與t的關(guān)系圖線可得所以(3) 設(shè)滑勻速運(yùn)動(dòng)的位移為S,有由得由此作出F-S關(guān)系圖線如圖丙,則圖線所圍成的面積即為外力F所做的功
2022高考物理系列模型之過(guò)程模型 專題10 變力做功模型學(xué)案
