十招绝技降服变力做功.doc

PAGE PAGE 1 2014级物理周练四——变力做功专题训练 出题人：赵安宁 审题人：向登凤 姓名______________ 班级____________ 分数___________ 一．选择题（每题10分，共30分。） FR1、如图所示，某个力F＝10N作用于半径为R＝lm的转盘的边缘上，力F的大小保持不变，但方向保持在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 F R A.0 B.J C.10J D.J 2、静置于光滑水平面上坐标原点处的小物块,在水平拉力F作用下,沿x轴方向运动,拉力F随物块所在位置坐标x的变化关系如图所示,图线为半圆.则小物块发生位移x0的过程中，F所做的功为 ( ) A.0 B. 1/2Fmx0 C.Fmx0 D.x02 3、如图所示，原来质量为m的小球用长L的细线悬挂而静止在竖直位置.用水平拉力F将小球缓慢地拉到细线与竖直方向成θ角的位置的过程中， 已知总功为0，则拉力F做功为（ ） A. B. C. D. mgL(1-cosθ) 二．计算题。（每题14分，共70分） 4、人的心脏每跳一次大约输送的血液，正常人血压（心脏压送血液的压强）的平均值约为，心脏约每分钟跳70次，据此估测心脏工作的平均功率为多大？ 5、用铁锤将一铁钉击入木块，设木块对铁钉的阻力与铁钉钉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，能击入多深？（设铁锤每次做功都相等） 6、以一定的速度竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为h，空气的阻力大小恒为F，则从抛出至落回出发点的过程中，空气阻力对小球做的功为多少？ 7、如图所示，某人用大小不变的力F拉着放在光滑水平面上的物体。开始时与物体相连的轻绳和水平面间的夹角为α，当拉力F作用一段时间后，绳与水平面间的夹角为β。 已知图中的高度是h，绳与滑轮间的摩擦不计，求绳的拉力FT对物体所做的功。 8、如图所示，质量为m的小车以恒定速率v沿半径为R的竖直圆轨道运动，已知小车与竖直圆轨道间的摩擦因数为，试求小车从轨道最低点运动到最高点的过程中，克服摩擦力做的功。 参考答案 1、解析 本题中F的大小不变，但方向时刻发生变化，属于变力做功的问题.可以考虑把圆周分割为很多的小段采研究.当各小段的弧长足够小时，可以认为力的方向与弧长代表的位移方向一致.所求的总功为： 答案B 2、答案（C） 3、解析：很多同学会错选B，原因是没有分析运动过程，对Ｗ＝FLcosθ来求功的适用范围搞错，恒力做功可以直接用这种方法求，但变力做功不能直接用此法正确的分析，小球的运动过程是缓慢的，因而任一时刻都可看作是平衡状态，因此F的大小不断变大，F做的功是变力功，小球上升过程中只有重力和拉力做功，而整个过程的总功为零 即所以 ，故D正确。 4、解析：心脏压缩血液一次做的功。 心脏每跳一次的时间所以心脏工作的平均功率 5、解析：铁锤每次做功都是克服铁钉阻力做功，但摩擦阻力不是恒力，其大小与深度成正比。，可用平均阻力来代替。 如图所示，第一次击入深度为，平均阻力为， 做功为： 第二次击入深度为到，平均阻力为：位移为做功为：两次做功相等：解后有： 6、解析:从全过程看，空气的阻力为变力，但将整个过程分为两个阶段：上升阶段和下落阶段，小球在每个阶段上受到的阻力都是恒力，且总是跟小球运动的方向相反，空气阻力对小球总是做负功，全过程空气阻力对小球做的功等于两个阶段所做功的代数和，即 7、解析:拉力FT在对物体做功的过程中大小不变，但方向时刻改变，所以这是个变力做功问题。由题意可知，人对绳做的功等于拉力FT对物体做的功，且人对绳的拉力F是恒力，于是问题转化为求恒力做功。 由图可知,在绳与水平面的夹角由α变到β的过程中,拉力F的作用点的位移为：所以绳对物体做功： 8、解析小车沿竖直圆轨道从最低点匀速率运动到最高点的过程中，由于轨道支持力是変力，故而摩擦力为一変力，本题可以用微元法来求。 如图，将小车运动的半个圆周均匀细分成n（）等分，在每段长的圆弧上运动时，可认为轨道对小车的支持力不变、因而小车所受的摩擦力不变，摩擦力的功可以用计算。 .x . x y O mg mg NiA NiB B A 则 当小车运动到如图所示的与A关于x轴对称的B处圆弧时，有 则 由此，小车关于水平直径对称的轨道两元段上摩擦力元功之和为： 于是可知，小车沿半圆周从轨道最低点运动到最高点的过程中，摩擦力做的总功为：