高考物理重点难点4变力做功与能量转化
功是中学物理中的重要概念，它体现了力对物体的作用在空间上的累积过程在考纲中属B级对功尤其是变力做功是近年考查热点，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A物体势能的增加量B物体动能的增加量C物体动能的增加量加上物体势能的增加量D物体动能的增加量加上克服重力所做的功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41所示绳的P端拴在车后的挂钩上设绳的总长不变，绳的质量、定滑轮的质量和尺寸、滑轮上的摩擦都忽略不计开始时，车在A点，左右两侧绳都已绷紧并且是竖直的，左侧绳长为H提升时，车向左加速运动，沿水平方向从A经过B驶向C设A到B的距离也为H，图41车过B点时速度为vB求车由A移到B的过程中，绳Q端的拉力对物体做的功是多少？3（★★★★★）如图42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S1cm2，质量不计大气压强p010×105Pa现把活塞缓慢地提高H15m，则拉力对活塞做2的功为_______J（g10ms）●案例探究［例1］（★★★★）用铁锤将一铁钉击入木块，设木块对铁钉的阻图42力与铁钉进入木块内的深度成正比在铁锤击第一次时，能把铁钉击入木块内1cm问击第二次时，能击入多少深度？（设铁锤每次做功相等）命题意图：考查对功概念的理解能力及理论联系实际抽象建立模型的能力B级要求错解分析：不能据阻力与深度成正比这一特点，（1）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Fx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，Ffkx可用平均阻力来代替如图43，第一次击入深度为x1平均阻力F1功为W1F1x1
1kx1做2
12kx121k（x2x1）2
图43
第二次击入深度为x1到x2平均阻力F2
1位移为x2x1做功为W2F2（x2x1）k（x22x12）2
1
f两次做功相等：W1W2解后有：x22x1141cmΔxx2x1041cm解法二：（图象法）因为阻力Fkx以F为纵坐标，方向上的位移x为横坐标，F作出Fx图象（图44）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：S1S2（面积），即：图44所以Δxr