文档介绍：难点4 变力做功与能量转化
功是中学物理中的重要概念,,亦是考生应考的难点.
●难点磁场
1.(★★★★)(1999年全国)一物体静止在升降机的地板上,在升降机加速上升的过程中,地板对物体的支持力所做的功等于

图4-2
图4-1
2.(★★★★)一辆车通过一根跨过定滑轮的绳PQ提升井中质量为m的物体,如图4-,绳的质量、定滑轮的质量和尺寸、,车在A点,左右两侧绳都已绷紧并且是竖直的,,车向左加速运动,,,绳Q端的拉力对物体做的功是多少?
3.(★★★★★)如图4-2所示,若在湖水里固定一细长圆管,管内有一活塞,它的下端位于水面上,活塞的底面积S=1 cm2,=×105 =15 m,则拉力对活塞做的功为_______ J.(g=10 m/s2)
●案例探究
[例1](★★★★)用铁锤将一铁钉击入木块,,能把铁钉击入木块内1 ,能击入多少深度?(设铁锤每次做功相等)
命题意图:.
图4-3
错解分析:(1)不能据阻力与深度成正比这一特点,将变力求功转化为求平均阻力的功,进行等效替代.(2)不能类比迁移,采用类似据匀变速直线速度-时间图象
求位移的方式,根据F-x图象求功.
解题方法与技巧:解法一:(平均力法)
铁锤每次做功都用来克服铁钉阻力做的功,但摩擦阻力不是恒力,其大小与深度成
正比,F=-f=kx,可用平均阻力来代替.
如图4-3,第一次击入深度为x1,平均阻力=kx1,做功为W1=x1=kx12.
第二次击入深度为x1到x2,平均阻力=k(x2+x1),位移为x2-x1,做功为W2=(x2-x1)= k(x22-x12).
两次做功相等:W1=W2.
解后有:x2=x1= cm,
Δx=x2-x1= cm.
图4-4
解法二:(图象法)
因为阻力F=kx,以F为纵坐标,F方向上的位移x为横坐标,作出F-x图象(图4-4).曲线上面积的值等于F对铁钉做的功.
由于两次做功相等,故有:
S1=S2(面积),即:
kx12=k(x2+x1)(x2-x1),
图4-5
所以Δx=x2-x1= cm
[例2](★★★★★) 如图4-5所示,置于水平面的平行金属导轨不光滑,导轨一端连接电阻R,其他电阻不计,垂直于导轨平面有一匀强磁场,磁感应强度为B,当一质量为m的金属棒ab在水平恒力F作用下由静止向右滑动时

,外力F做的功才等于电路中产生的电能
,它克服安培力做的功一