（浙江選考）2020版高考物理大一輪復習 第五章 機械能守恒定律本章學科素養(yǎng)提升學案.docx

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第五章 機械能守恒定律(1)用動能定理求變力做功動能定理既適用于直線運動，也適用于曲線運動，既適用于求恒力做功，也適用于求變力做功因使用動能定理可由動能的變化來求功，所以動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化為在無數(shù)多個無窮小的位移上的恒力所做“元功”的代數(shù)和此法在中學階段常應用于求解大小不變、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，通常都比較復雜，但若通過轉換研究對象，有時可化為恒力做功，可以用WFlcos求解此法常常應用于輕繩通過定滑輪拉物體的問題中例1如圖1所示，一質量為m的質點在半徑為R的半球形容器中(容器固定)由靜止開始自邊緣上的A點滑下，到達最低點B時，它對容器的正壓力為FN.重力加速度為g，則質點自A滑到B的過程中，摩擦力對其所做的功為()圖1A.R(FN3mg) B.R(2mgFN)C.R(FNmg) D.R(FN2mg)答案A解析質點在B點，由牛頓第二定律，有：FNmgm，由牛頓第三定律有FNFN，質點在B點的動能為EkBmv2(FNmg)R.質點自A滑到B的過程中，由動能定理：mgRWfEkB0，解得：WfR(FN3mg)，故A正確，B、C、D錯誤規(guī)律總結利用公式WFlcos不容易直接求功時，可考慮由動能的變化來間接求功，尤其對于曲線運動或變力做功問題例2如圖2所示，在一半徑為R6m的圓弧形橋面的底端A，某人把一質量為m8kg的物塊(可看成質點)，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)，拉力的方向始終與物塊在該點的切線成37角整個圓弧橋面所對的圓心角為120，物塊與橋面間的動摩擦因數(shù)為(g取10m/s2)，求這一過程中：圖2(1)拉力F做的功；(2)橋面對物塊的摩擦力做的功思維導引本題中拉力和摩擦力均為變力，不能直接用功的公式計算因為拉力F的大小不變，方向時刻在變，可用微元法分析求解；而對于摩擦力，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的切線成37角，所以W1Fl1cos37、W2Fl2cos37、WnFlncos37所以WFW1W2WnFcos37(l1l2ln)Fcos372R376.8J(2)因為重力G做的功WGmgR(1cos60)240J.而因物塊在拉力F作用下緩慢移動，動能不變，由動能定理知WFWGWf0所以WfWFWG376.8J240J136.8J.規(guī)律總結微元法解題的思想方法：將研究對象分解為很多“微元”，或將其運動過程分解成許多微小的“元過程”(對應的物理量微元可以分為時間微元、速度微元、位移微元、電荷量微元等)，分析每個“元過程”遵循的物理規(guī)律，然后將每個“元過程”相關的物理量累加求和，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點起由靜止開始上升若從A點上升至B點和從B點上升至C點的過程中拉力F做的功分別為W1和W2，圖中ABBC，則()圖3AW1W2BW1lBC，故W1W2，A正確