高中物理 模塊要點回眸26 應(yīng)用動能定理分析多過程問題 新人教版必修2

1、第26點應(yīng)用動能定理分析多過程問題動能定理雖然是由牛頓第二定律和運動學(xué)公式推導(dǎo)出來的，但是動能定理也能解決應(yīng)用牛頓第二定律無法解決的一些問題，如變力作用下的運動過程問題、曲線運動過程問題等.特別是在多過程問題中更能體現(xiàn)它的優(yōu)越性.當(dāng)物體運動過程包含幾個不同的物理過程，又不需要研究過程的中間狀態(tài)時，可以把幾個物理過程看做一個整體，巧妙運用動能定理來研究，從而避開每個運動過程的具體細(xì)節(jié)，大大簡化運算.對點例題如圖1所示，將毛刷均勻粘貼在斜面上，讓所有毛的方向均沿斜面向上傾斜，從而使物塊M沿斜面的運動有如下特點：順著毛的傾斜方向運動時，毛產(chǎn)生的阻力可以忽略，逆著毛的傾斜方向運動時，會受到來自毛的滑動

2、摩擦力，且動摩擦因數(shù)為0.5.斜面頂端距水平面高度為h0.8 m，質(zhì)量為m2 kg的物塊M從斜面頂端A由靜止滑下，從O點進(jìn)入光滑水平滑道時無機械能損失，為使物塊M制動，將輕彈簧的一端固定在水平滑道延長線B處的墻上，另一端恰位于水平軌道的中點C.已知斜面的傾角53，重力加速度取g10 m/s2，sin 530.8，cos 530.6.求：圖1(1)物塊M滑到O點時的速度大小以及彈簧壓縮到最短時的彈性勢能(設(shè)彈簧處于原長時彈性勢能為零)；(2)若物塊M能夠被彈回到斜面上，則它能夠上升的最大高度；(3)物塊M在斜面上下滑動過程中的總路程. 解題指導(dǎo)(1)由牛頓第二定律得mgsin mgcos ma滑

3、到O點時的速度v又 sin 解得v m/s物塊M從斜面頂端A運動到彈簧壓縮到最短的過程，由動能定理有mghmgcos Ep0則彈性勢能Epmghmgcos 10 J.(2)設(shè)物塊M第一次被彈回，上升的最大高度為H，由動能定理得mg(hH)mgcos 0則Hhcos 0.5 m.(3)物塊M最終停止在水平面上，對于運動的全過程，由動能定理有mghmgcos s0物塊M在斜面上下滑動過程中的總路程s2.67 m.答案 (1) m/s10 J(2)0.5 m(3)2.67 m1.將小球自h2 m的高度由靜止釋放，小球與地面碰撞后反彈的高度為h.設(shè)碰撞時沒有動能的損失，且小球在運動過程中受到的空氣阻力

4、大小不變，求：(1)小球受到的空氣阻力是重力的多少倍？(2)小球從開始到停止運動的過程中運動的總路程.答案(1)(2)14 m解析設(shè)小球的質(zhì)量為m，所受空氣阻力大小為Ff.(1)小球從h處釋放時速度為零，與地面碰撞反彈到h時，速度也為零，由動能定理得mgFf0解得Ffmg.(2)設(shè)小球運動的總路程為s，且最后小球靜止在地面上，對于整個過程，由動能定理得mghFfs0sh72 m14 m.2.如圖2所示，ABC和DEF是在同一豎直平面內(nèi)的兩條光滑軌道，其中ABC的末端水平，DEF是半徑為r0.4 m的半圓形軌道，其直徑DF沿豎直方向，OE沿水平方向，C、D可看做重合的點.現(xiàn)將一可視為質(zhì)點的小球從軌道ABC上距C點高為H的地方由靜止釋放.(g取10 m/s2)圖2(1)若要使小球經(jīng)C點水平進(jìn)入軌道DEF且能沿軌道運動，H至少多高？(2)若小球靜止釋放處離C點的高度h小于(1)中H的最小值，小球可擊中與圓心等高的E點，求h.答案(1)0.2 m(2)0.1 m解析(1)小球沿ABC軌道下滑，設(shè)到達(dá)C點時的速度大小為v，則由動能定理得mgHmv2 小球能在豎直平面內(nèi)做圓周運動，在圓周最高點必須滿足mg兩式聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得H0.2 m.(2)若hH，小球過C點后做平