高考物理二轮复习精讲精练专题05 三大力场中的功能关系（精讲）.docVIP

专题05三大力场中的功能关系（精讲）

精讲考点

精讲内容

考点1

变力做功和功率计算问题

考点2

动能定理的综合应用

考点3

机械能守恒定律在四类模型中的综合应用

考点4

三大力场中的功能关系

考点5

有关机械能的图像问题

【知识体系构建】

【典例方法突破】

变力做功和功率计算问题

1.变力做功的常用方法

【例1】（2021江西名校联考）光滑固定斜面上有一个质量分布均匀的正方形薄铁板，质量为M，正方形边长为d，在外力作用下沿平行于底边方向运动，在斜面上宽度为d的灰色区域内涂有一层特殊材料，薄铁板与该材料之间的动摩擦因数为SKIPIF10，重力加速度为g，斜面倾角为SKIPIF10，则该薄铁板通过粗糙区域时克服摩擦力做的功为（）

A．SKIPIF10 B．SKIPIF10 C．SKIPIF10 D．SKIPIF10

【答案】A

【详解】物块进入粗糙部分越多，摩擦力越大，所以摩擦力先逐渐增大后逐渐减小，且物体对粗糙部分的正压力与位移成正比（如图所示），故平均摩擦力SKIPIF10μMgcosθ，所以Wf=SKIPIF10μMgcosθ×2d=μMgdcosθ

故选A。

【例2】（2022河南八市联考）质量为2kg的物体静止在光滑的水平面上，从某时刻起，对物体施加一方向不变的水平拉力F，该拉力与物体的位移x的关系图像如图所示，则物体在x=7m处时的速度大小为（??）

A．SKIPIF10 B．SKIPIF10 C．5m/s D．4m/s

【答案】A

【详解】根据F-x图像的面积表示功，则物体从0运动到7m过程拉力做的功为SKIPIF10

由动能定理SKIPIF10解得SKIPIF10故选A。

【例3】（2022江西景德镇二模）我国越野滑雪队在河北承德雪上项目室内训练基地，利用工作起来似巨型“陀螺的圆盘滑雪机模拟一些特定的训练环境和场景，其转速和倾角（与水平面的最大夹角达18°）根据需要可调。一运动员的某次训练过程简化为如图模型：圆盘滑雪机绕垂直于盘面的固定转轴以恒定的角速度SKIPIF10转动，盘面上离转轴距离为10m处的运动员（保持右图滑行姿势，可看成质点）与圆盘始终保持相对静止，运动员质量为60kg，与盘面间的动摩擦因数为0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，盘面与水平面的夹角为18°，g取10m/s2，已知sin18°≈0.31，cos18°≈0.95。则下列说法正确的是（）

A．运动员随圆盘做匀速圆周运动时，一定始终受到三个力的作用

B．SKIPIF10的最大值约为0.89rad/s

C．SKIPIF10取不同数值时，运动员在最高点受到的摩擦力一定随SKIPIF10的增大而增大

D．运动员由最低点运动到最高点的过程中摩擦力对其所做的功约为3720J

【答案】AD

【详解】A．当运动员在圆盘最高点时，设受到摩擦力沿斜面向下，则有SKIPIF10当运动员在圆盘最低点时，则有SKIPIF10且SKIPIF10联立解得SKIPIF10说明运动员在最高点受到的摩擦力沿斜面向上，故运动员随圆盘做匀速圆周运动时，一定始终受到三个力的作用故A正确；

B．在圆盘最下方，根据SKIPIF10解得SKIPIF10故B错误；

C．SKIPIF10取不同数值时，运动员在最高点受到的摩擦力可能大小相等，方向相反，故C错误；

D．运动员运动过程中速度大小不变，动能不变，设SKIPIF10、SKIPIF10分别为摩擦力做功和重力做功的大小，有

SKIPIF10故D正确。故选AD。

【方法规律归纳】

1.利用平均力求变力做功：当物体受到的力方向不变，而大小随位移均匀变化时，则可以认为物体受到一大小为eq\o(F,\s\up6(—))＝eq\f(F1＋F2,2)的恒力作用，F1、F2分别为物体在初、末位置所受到的力，然后用公式W＝eq\o(F,\s\up6(—))lcosα求此变力所做的功。

2.利用F-x图像求变力做功：在F-x图像中，图线与x轴