專題動能定理.doc

專題-動能定理的應(yīng)用1、內(nèi)容：力在一個過程中對物體所做的功，等于物體在這個過程中動能的變化 2、表達(dá)式：Wmv22mv12。3、物理意義：合外力的功是物體動能變化的量度4、應(yīng)用動能定理的優(yōu)越性：動能定理涉及一個過程（做功過程），兩個狀態(tài)（初末兩個狀態(tài)的動能），反映的是物體兩個狀態(tài)的動能變化與這個過程合力所做功的量值關(guān)系，對由初始狀態(tài)到終止?fàn)顟B(tài)這一過程中物體運動性質(zhì)、運動軌跡、做功的力是恒力還是變力等諸多問題不加以追究，也就是說應(yīng)用動能定理不受這些問題的限制5、動能定理應(yīng)用的基本步驟-1、選擇2、明確3、分析4、判斷5、列式選取研究對象，明確并分析運動過程若問題中涉及F、x、m、v、W、Ek等物理量，考慮使用動能定理。分析受力及各力做功的情況，受哪些力？每個力是否做功？在哪段位移過程中做功？正功？負(fù)功？做多少功？求出代數(shù)和明確過程始末狀態(tài)的動能Ek1及EK2列方程W=EK2一Ek1，必要時注意分析題目的潛在條件，補(bǔ)充方程進(jìn)行求解6、動能定理的應(yīng)用：（一）常規(guī)題：例1、用拉力F使一個質(zhì)量為m的木箱由靜止開始在水平冰道上移動了S，拉力F跟木箱前進(jìn)的方向的夾角為a，木箱與冰道間的動摩擦因數(shù)為，求木箱獲得的速度v？（二）多過程問題：例2、一物體靜止在不光滑的水平面上，已知m=1 kg,=0.1，現(xiàn)用水平外力F=2 N拉其運動5 m，后立即撤去水平外力F，求其還能滑多遠(yuǎn)？(g取10 m/s2)變：如圖所示，質(zhì)量為m的鋼珠從高出地面h處由靜止自由下落，落到地面進(jìn)入沙坑停止，則：(1)鋼珠在沙坑中受到的平均阻力是重力的多少倍？(2)若要使鋼珠陷入沙坑，則鋼珠在h處的動能應(yīng)為多少？(設(shè)鋼珠在沙坑中所受平均阻力大小不隨深度改變)（三）往返問題：例3：足夠長的傾角為的粗糙斜面上，有一質(zhì)量為m的滑塊距擋板P為L，以初速度V0沿斜面下滑，并與擋板發(fā)生碰撞，滑塊與斜面動摩擦因數(shù)為，tan若滑塊與擋板碰撞沒有機(jī)械能損失，求：（1）滑塊第一次與擋板碰撞后上升離開擋板P的最大距離（2）滑塊在整個運動過程中通過的路程（四）變力做功問題：例4、質(zhì)量為m的小球被系在輕繩一端，在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運動，如圖所示。運動過程中小球受到空氣阻力的作用，設(shè)某一時刻小球通過軌道的最低點，此時繩子的張力為7mg，在此后小球繼續(xù)做圓周運動，經(jīng)過半個圓周恰好能通過最高點，則在此過程中小球克服空氣阻力所做的功是( ) AB CDmgR （五）動能定理與圖象例5、如圖甲所示，在傾角為30的足夠長光滑斜面AB前，有一粗糙水平面OA，OA長為4 m。有一質(zhì)量為m的滑塊，從O處由靜止開始受一水平向右的力F作用。F按圖乙所示的規(guī)律變化。滑塊與OA間的動摩擦因數(shù)0.25，g取10 m/s2，試求：(1)滑塊到A處的速度大?。?2)不計滑塊在A處的速率變化，滑塊沖上斜面AB的長度是多少？（六）綜合：例6、如圖所示，AB是傾角為的粗糙直軌道，BCD是光滑的圓弧軌道，AB恰好在B點與圓弧相切，圓弧的半徑為R.一個質(zhì)量為m的物體(可以看成質(zhì)點)從直軌道上的P點由靜止釋放，結(jié)果它能在兩軌道間做往返運動已知P點與圓弧的圓心O等高，物體與軌道AB間的動摩擦因數(shù)為.求：(1)物體做往返運動的整個過程中在AB軌道上通過的總路程；(2)最終當(dāng)物體通過圓弧軌道最低點E時，對圓弧軌道的壓力；(3)為使物體能順利到達(dá)圓弧軌道的最高點D，釋放點距B點的距離L應(yīng)滿足什么條件？（七）電場綜合例7：如圖所示，一個質(zhì)量為m、帶有電荷q的小物體，可在水平軌道Ox上運動，O端有一與軌道垂直的固定墻軌道處于勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)大小為E，方向沿Ox軸正方向，小物體以速度v0從x0點沿Ox軌道運動，運動時受到大小不變的摩擦力F作用，且FqE；設(shè)小物體與墻碰撞時不損失機(jī)械能，且電量保持不變，求它在停止運動前所通過的總路程s.變1：如圖所示R，絕緣光滑水平軌道AB的B端與處于豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧形粗糙絕緣軌道BC平滑連接，圓弧的半徑R0.40m。在軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度E1.0104N/C。現(xiàn)有一質(zhì)量m0.10kg的帶電體（可思維質(zhì)點）放在水平軌道上與B端距離s1.0m的位置，由于受到電場力的作用帶電體由靜置開始運動，當(dāng)運動到圓弧形軌道的C端時，速度恰好為零。已知帶電體所帶電荷量q8.0105 ，取g10m/s2，求：（1）帶電體在水平軌道上運動的加速度大小及運動到B端時的速度大?。唬?）帶電體運動到圓弧形軌道的B端時對圓弧軌道的壓力大?。唬?）帶電體沿圓弧形軌道從B端運動到C端的過程中，摩擦力做的功。ABORCE（八）對于動能定理的理解：例2、關(guān)于運動物體所受的合外力、合外力做的功及動能變化的關(guān)系，下列說法正確的是( )A合外力為零，則合外力做功一定為零 B合外力做功為零，則合外力一定為零C合外力做功越多，則動能一定越大 D有力對物體做功，物體的動能就會變化變1：下列說法正確的是( )A.物體所受合力為0，物體動能可能改變 B.物體所受合力不為0，動能一定改變C.物體的動能不變，它所受合力一定為0 D.物體的動能改變，它所受合力一定不為0變1：汽車在平直公路上行駛，當(dāng)速度從0增加到v時，合外力做功為W1，速度從v增加到2v時，合外力做功為W2，W1與W2之比為（ ）A、1：1 B、1：2 C、1：3 D、1：4（九）動能定理解題注意點：例9、如圖，質(zhì)量為M、長度為L的小車靜止在光滑的水平面上質(zhì)量為m的小物塊（可視為質(zhì)點）放在小車的最左端現(xiàn)用一水平恒力F作用在小物塊上，使物塊從靜止開始做勻加速直線運動物塊和小車之間的摩擦力為Ff物塊滑到小車的最右端時，小車運動的距離為s在這個過程中，以下結(jié)論正確的是( )物塊到達(dá)小車最右端時具有的動能為F (L+s)物塊到達(dá)小車最右端時，小車具有的動能為Ff L物塊克服摩擦力所做的功為Ff (L+s)物塊和小車增加的機(jī)械能為Ff s鞏固練習(xí)：1、質(zhì)量為m的物體，在水平面上只受摩擦力作用，以初速度V0做勻減速直線運動，經(jīng)距離d以后，速度減為V0/2，則（ ）A、此平面動摩擦因數(shù)為 B、物體再前進(jìn)C、摩擦力做功為 D、若使物體前進(jìn)總距離為2d時，其初速度至少為2、如圖所示，光滑的弧形軌道BC與粗糙的水平軌道AB相切，AB長為10m，BC足夠高，一物體以v0 = 10m/s的速度從A點出發(fā)，最后恰好又停在A點，求： (1) 物體與水平軌道的動摩擦因數(shù)； (2) 小球在傾斜軌道BC上的最大高度 3、質(zhì)量為m的物體從地面上以速度v0豎直向上拋出，物體落回地面時，速度大小為3/4V0,設(shè)物體在運動中所受空氣阻力大小不變，求（1）物體運動過程中所受空氣阻力的大小（2）若物體與地面碰撞過程 中無能量損失，求物體運動的總路程4、質(zhì)量m1kg的物體，在水平拉力F的作用下，沿粗糙水平面運動，經(jīng)過位移4m時，拉力F停止作用，運動到位移是8m時物體停止，運動過程中EKS的圖線如圖所示。求：（1）物體的初速度多大？（2）物體和平面間的摩擦系數(shù)為多大？（g取10m/s2）（3）拉力F的大小如圖2所示，質(zhì)量為m的物體靜放在水平光滑平臺上，系在物體上的繩子跨過光滑的定滑輪由地面以速度v0向右勻速走動的人拉著，設(shè)人從地面上且從平臺的邊緣開始向右行至繩和水平方向成30角處，在此過程中人拉重物所做的功為( )A.mv022B.mv02C.2mv023D.3mv028Ps08如圖所示，斜面傾角為，質(zhì)量為m的滑塊距擋板P為s0，以初速度v0。沿斜面上滑?；瑝K與斜面間的動摩擦因數(shù)為，滑塊所受摩擦力小于滑塊沿斜面的下滑力。若滑塊每次與擋板相碰均無機(jī)械能損失。問滑塊經(jīng)過的路程有多大？題面：圖8-4F如圖，水平放置的光滑板中心開一小孔O，穿過一細(xì)繩，繩的一端系一小球，另一端用力F拉著使球在平板上做半徑為r的勻速圓周運動，在運動過程中逐漸增大拉力，當(dāng)拉力增大為8F時，球的運動半徑減小為r/2，在此過程中拉力做的功為（ ）A0 B1.5Fr C3.5Fr D4Fr8解析：(1)摩擦力對物體始終做負(fù)功，故物體最終在圓心角為2的圓弧上做往復(fù)運動設(shè)物體在AB軌道上通過的總路程為x，則全程應(yīng)用動能定理，得：mgRcosmgcosx0解得：x.(2)最終當(dāng)物體通過圓弧最低點E時，設(shè)速度為vE，在E點：FNmg從BE由動能定理，得：mgR(1cos)mv兩式聯(lián)立，得：FN(32cos)mg由牛頓第三定律得物體對軌道的壓力為(32cos)mg.(3)若物體剛好到達(dá)D點，設(shè)速度為vD，則mg對全過程由動能定理，得：mgLsinmgcosLmgR(1cos)mv聯(lián)立得LR.答案：(1)(2)(32cos)mg(3)R一固定的斜面，傾角為=45，斜面長L=3.0m在斜面的下端有一與斜面垂直的擋板一質(zhì)量為m的小滑塊可視為質(zhì)點，從斜面