第五章 微点突破五 求变力做功的方法 -2027年高考物理一轮复习优质课件（人教版）

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[学习目标]　1．理解变力做功的特点，掌握变力做功的常用方法。2．会用变力做功的方法分析计算相关问题。
1．“微元法”求变力做功将物体的位移分割成许多小段，因小段很小，每一小段上作用在物体上的力可以视为恒力，这样就将变力做功转化为在无数多个无穷小的位移上的恒力所做功的代数和，此法适用于求解大小不变、方向改变的变力做功。如图所示，质量为m的木块在水平面内做圆周运动，运动一周克服摩擦力做功W克f＝Ff·Δx1＋Ff·Δx2＋Ff·Δx3＋…＝Ff (Δx1＋Δx2＋Δx3＋…)＝Ff·2πR。
[典例1]　(多选)如图所示，在一半径为R＝6 m的圆弧形桥面的底端A，某人把一质量为m＝8 kg的物块(可看成质点)用大小始终为F＝75 N的拉力从底端缓慢拉到桥面顶端B(圆弧AB在同一竖直平面内)，拉力的方向始终与物块在该点的切线成37°角，整个圆弧桥面所对的圆心角为120°，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8。在这一过程中，下列说法正确的是(　　)
A．重力做功为240 JB．支持力做功为0C．拉力F做功约为376.8 JD．摩擦力做功约为136.8 J
3．“图像法”求变力做功在F-x图像中，图线与x轴所围“面积”的代数和就表示力F在这段位移内所做的功，且位于x轴上方的“面积”为正功，位于x轴下方的“面积”为负功。如图所示。
[典例3]　一物体所受的力F随位移x变化的图像如图所示，则(　　)A．力F在0～3 m的过程中对物体做了3 J的功B．力F在3～4 m的过程中对物体做了－2 J的功C．物体在4～5 m的过程中克服力F做了1 J的功D．力F在0～5 m的过程中对物体做了8 J的功
[典例4]　(多选)如图所示，固定的光滑竖直杆上套着一个滑块，轻绳一端系着滑块，另一端绕过光滑的定滑轮O。现以大小不变的拉力F拉绳，使滑块从A点由静止开始上升，滑块运动到C点时速度最大。已知滑块质量为m，滑轮O到竖直杆的距离为d，∠OAO′＝37°，∠OCO′＝53°，重力加速度为g，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8。则(　　)
5．“动能定理法”求变力做功根据合外力对物体做功等于物体动能的变化。如图所示，用力F把小球从A处缓慢拉到B处，F做的功为WF，则有WF－mgL(1－cs θ)＝0，得WF＝mgL(1－cs θ)。
1．(2025·黑龙江大庆高三模拟)一质量为2 kg的物体，在水平恒定拉力的作用下，以某一速度在粗糙的水平面上做匀速运动，当运动一段时间后拉力逐渐减小，且当拉力减小到零时，物体刚好停止运动，图中给出拉力随位移变化的关系图像，则根据以上信息能精确得出或估算得出的物理量有(取g＝10 m/s2)(　　)
A．物体与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.25B．物体在8 m处的加速度为a＝4 m/s2C．整个过程中拉力做的功为96 JD．合力做的功为－32 J
3．过去人们通常用驴来拉磨把谷物磨成面粉。假设驴拉磨可以看成做匀速圆周运动，简化示意图如图所示，驴对磨杆末端的拉力F＝800 N，拉力沿圆周切线方向，磨杆的半径r＝0.7 m，驴拉磨转动一周的时间为7 s，π≈3，则下列说法正确的是(　　)A．磨杆上各点的线速度均相等B．驴转动一周拉力所做的功为1 680 JC．驴转动一周拉力的平均功率为480 WD．磨杆末端的线速度大小为0.3 m/s