培优课五 变力做功与机车启动问题-【状元桥·优质课堂】2023-2024学年新教材高中物理必修第二册（人教版）

第八章机械能守恒定律 课末·随堂演练 1.(功的理解)如图所示，电梯 冰面上沿着圆弧形的道路匀速行驶，如图所示 与水平地面成9角，一人站 为雪橇受到的牵引力F及摩擦力F:的示意图 在电梯上，电梯从静止开始 (O为圆心)，关于各力做功情况，下列说法正 匀加速上升，到达一定速度后再匀速上升，若 确的是 以F、表示水平梯板对人的支持力，G为人受 A.牵引力F做正功 到的重力，F:为电梯对人的静摩擦力，下列结 B.摩擦力F,做负功 论正确的是 ( C.F与F,的合力做正功 A.加速运动过程中F:≠0，F、F×、G都做功 D.F与F:的合力不做功 B.加速运动过程中F≠0，F×不做功 4.(功率的理解和计算)2021年2 C.匀速运动过程中F≠0，F、G都做功 月8日，连徐高铁开通运营，设 D.匀速运动过程中F≠0，FN、G都不做功 计时速350公里的高铁便利了人们的出行.如 2.(功的计算)质量为m的质点从足够高的位置 图所示，设高铁运行时受到的阻力与速度成正 由静止下落，不计空气阻力，其第2s内和第 比，若高铁以速度匀速行驶，发动机的功率 5s内重力做功之比为 ( 为P.则当高铁发动机功率为4P时，其匀速行 A.1:9 B.2:5 驶的速度为 C.4:5 D.1:3 A.20 B.3v C.4v D.8v 3.(正、负功的判断)（多选）小狗拉着雪橇在水平 友情提示完成P课时作业（十八）》 培优课五 变力做功与机车启动问题 答案精解P1 [学习目标]1.掌握求解变力做功的常用方法（科学思维）.2.理解机车启动的两种方式，会根据P= F分析相关问题（科学思维）， 课堂·深度探究 考点一 变力做功的分析和计算 方法 常见情景 方法概述 方法 常见情景 方法概述 在求解变力做功时，若物体受 将物体的位移分割成许多小 到的力方向不变，而大小随位 段，因小段很小，每一小段上 移成线性变化，即力均匀变化 作用在物体上的力可以视为 平均 时，则可以认为物体受到一大 微 恒力，这样就将求变力做功转 → 元 化为求在无数个无穷小的位 力法 小为F十上的恒力作用。 2 法 移方向上的恒力所做功的代 F,F分别为物体初、末态所 数和.此法在中学阶段，常应 受到的力，然后用公式W= 用于求解大小不变、方向改变 Flcos a求此力所做的功 的变力做功问题 ·77· 物理必修第二册课堂学案 (续表) A.甲图中若F大小不变，物块从A到C过程 方法 常见情景 方法概述 中力F做的功为W=F(OA一OC) B.乙图中，全过程F做的总功为108」 在F-x图像中，图线与x轴 所围“面积”的代数和就表示 C.丙图中，绳长为R,若空气阻力F,大小不 力F在这段位移所做的功， 变，小球从A运动到B过程中空气阻力做 F小 且位于x轴上方的“面积”为 的功w=2RF 图像法 正，位于x轴下方的“面积” D.丁图中，F始终保持水平，无论是F缓慢将 为负，但此方法只适用于便 于求图线所围面积的情况 小球从P拉到Q,还是F为恒力将小球从 (如三角形、矩形、圆等规则 P拉到Q,F做的功都是W=Flsin0 的几何图形) 思维导引：变力做功不好直接求功，采用不同 的方法分析处理，注意做功的正负 变力做功直接求解时，通常 【变式1】（多选）如图所示，某力F=10N作用于 都比较复杂，但若通过转换 化变力 研究的对象，有时可化为恒 半径R=1m的转盘的边缘上，力F的大小 为恒力 力做功，用W=Flcos a求解， 保持不变，但方向始终保持与作用点的切线 此法常常应用于轻绳通过定 方向一致，则在转盘转动一周过程中，下列说 滑轮拉物体的问题中 法正确的是 用W=P1计算功时，必须满 用公式 足“变力的功率是一定”的这 计算 条件 F A这个力F做的总功为0 【例题1】力F对物体所做的功可由公式W= B.这个力F做的总功为20πJ Flcos a求得.但用这个公式求功是有条件 C.A点所受的向心力做的总功为0 的，即力F必须是恒力.而实际问题中，有很 D.A点所受的向心力做的总功为20πJ 多情况是变力在对物体做功.那么，用这个公 考点二机车启动问题 式不能直接求变力的功，我们就需要通过其 1.以恒定功率启动 他的一些方法来求解变力所做的功.如图所 机车启动的动态过程如下 示，对于甲、乙、丙、丁四种情况下求解某个力 速度 当a=0B时 所做的功，下列说法正确的是 保持 F+-E 即=时 做匀速 r达收大 运 变加速立线运动 速直线运动 这一过程的速度、功率、牵引力随时间变化的 图像如图所示 ·78 第八章机械能守恒定律 2.以恒定加速启动 机车启动的动态过程如下， C汽车的速度为号时，加速度为巴 mu F- 1=e↑ 当P=P时 F- P< D汽车的速度为时，加速度为 即P隧d均 0 即F恒定