力和路程的积(不是位移)。又如图所示,某个力F作用于半径R的转盘的边缘上,力F的大小保持不变,但方向保持任何时刻均与作用点的切线一致,则转动一周这个力F做的总功为2RF。
FF
例3一列车的质量是50105kg,在平直的轨道上以额定功率3000kW加速行驶,当速度由10ms加速到所能达到的最大速率30ms时,共用了2mi
,则在这段时间内列车前进的距离是多少米?(阻力不变)分析:根据题中给的条件可知,首先应该想到的是利用动能定理来解决问题,即WF合SE2E1只要确定F合便可以求出S,再细心分析发现F合是变力,进一步分析总功W等于牵引力做的功W1与阻力做功W2的代数和。注意:额定功率即为牵引力的功率,那么牵引力做的功便可求出,若阻力不变可认为是恒力。位移S便可求出。解:外力做:总功WW1W2(W1为牵引力做的功,W2为阻力做功)
W1Pt300010326036108J(额定功率不变)
阻力做功大小W2fS当列车达到最大速度时,F牵f阻由PFv得Pfv
f
P3106105Nv30
由动能定理得W1W2
112mv2mv1222
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ffSW1E36108S1600m
1501059001002
【考点突破】
【考点指要】综合近几年考试情况,应对本章内容整体把握,高考对本章考查的重点包括:功和功率、动能、重力势能、弹性势能、动能定理、机械能守恒定律、能的转化和守恒定律。考查的特点是灵活性强,综合面大,能力要求高。例如变力做功利用能量观点的求法,本章知识与牛顿运动定律、圆周运动、动量定理、动量守恒定律及电磁学和热学知识综合应用等,涉及本章知识的命题不仅年年有题型全,份量重,而且多年高考的压轴题均与本章知识有关。每年高考涉及本章的试题一般都有23题,占力学部分的30左右。
【典型例题分析】
例1(2001全国高考,22题)(13分)一个圆柱形的竖直的井里存在一定量的水,井的侧面和底部是密闭的,在井中固定地插着一根两端开口的薄壁圆管,管和井共轴,管下端未触及井底。在圆管内有一不漏气的活塞施加一个向上的力F,使活塞缓慢向上移动,已知管
筒半径r0100m,井的半径R2r,水的密度100103kgm3,大气压P0100105Pa。
求活塞上升H900m的过程中拉力所做的功。(井和管在水面以上及水面以下的部分都足够长,不计活塞质量,不计摩擦,重力加速度g10ms2)
分析:该题综合了初中大气压和高中力对物体做功的内容,要解决此题须明确,绳在向r