模型24 摩擦力做功问题及求变力做功的几种方法（原卷版）-2025版高考物理热点模型精品讲义.pdf

模型24摩擦力做功问题及求变力做功的几种方法

1.摩擦力做功问题

1）无论是静摩擦力还是滑动摩擦力都可以对物体可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。

2）静摩擦力做功的能量问题

①静摩擦做功只有机械能从一个物体转移到另一个物体，而没有机械能转化为其他形式的能。

②一对静摩擦力所做功的代数和总等于零，而总的机械能保持不变。

3）滑动摩擦力做功的能量问题

①滑动摩擦力做功时，一部分机械能从一个物体转移到另一个物体，另一部分机械能转化为内容，

因此滑动摩擦力做功有机械能损失。

②一对滑动摩擦力做功的代数和总是负值，总功W-Fxf相对，即发生相对滑动时产生的热量。

2.求变力做功的几种方法

1．用WPt求功

W

当牵引力为变力，且发动机的功率一定时，由功率的定义式P，可得WPt.

t

）微元法求变力做功

1“”:

情形一：当力的大小不变，而方向始终与运动方向相同或相反时，力做的功与路程有关，

FWFs

或，其中为物体通过的路程．

WFss

情形二：当力的大小不变，运动为曲线时，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,.

【举例】质量为的木块在水平面内做圆周运动，运动一周克服摩擦力做功

m

WFxFxFx...F(xxx...)F2R

ff1f2f3f123f

）图像法求变力做功在图像中图线与轴所围面积的代数和就表示力在这段位移内所做

2“”:F-x,x“”F

的功且位于轴上方的面积为正功位于轴下方的面积为负功但此方法只适用于便于求图线与

,x“”,x“”,x

轴所围面积的情况如三角形、矩形、圆等规则的几何图形().

【举例】一水平拉力拉着一物体在水平面上运动的位移为，图线与横轴所围面积表示拉力所做

x0

FF

的功，W01x

2

平均力求变力做功当力的方向不变而大小随位移线性变化时可先求出力对位移的平均值

3)“”:,

FF

F01,再由WFlcosθ计算,如弹簧弹力做功.

2

【举例】弹力做功，弹力大小随位移线性变化，取初状态弹力为，则

0

0Fk0kx12