應(yīng)用動(dòng)能定理巧解物理問題

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1、物．1l嬲嘲麓’■，動(dòng)能定理是高中物理經(jīng)典力學(xué)中最后學(xué)習(xí)的脯因緩慢移動(dòng)，為動(dòng)態(tài)平衡，水平拉力一個(gè)重要方法，是方法學(xué)習(xí)的最高精華的理論總結(jié)．，nan0為變力，逐漸增大．變力做功，優(yōu)先考慮動(dòng)動(dòng)能定理闡述的是功與動(dòng)能轉(zhuǎn)化以及功能轉(zhuǎn)能定理解答．化量的關(guān)系：由動(dòng)能定理一=Ek2-Ekl，W=Ek2一1即一mgL(1-cosO)+Wr=O-O，‘(合)力在一個(gè)過程中對(duì)物體所做的(總)功，等解得F做功為=mgL(1-cos0)．于物體在這個(gè)過程中動(dòng)能的變化．總功等于物體動(dòng)能的變化．動(dòng)能定理為我們提供了又一種求解力對(duì)例2半徑R=20cm的豎直放置的圓軌道與物體做功的方法和求解物體動(dòng)能及變化的方法．不水

2、平直軌道相連接，如圖2所示．質(zhì)量為m=50g的僅如此，動(dòng)能定理還可以幫助我們解決力、位移或小球A以一定的初速度由直軌道向左運(yùn)動(dòng)．并沿圓路程、速度大小等物理量的求解．動(dòng)能定理的優(yōu)越性軌道的內(nèi)壁沖上去．如果A經(jīng)過N點(diǎn)時(shí)的速度還表現(xiàn)在解決不涉及加速度、時(shí)間以及復(fù)雜過程細(xì)，：4m／s。A經(jīng)過軌道最高點(diǎn)M時(shí)對(duì)軌道的壓力節(jié)的問題，既適用于直線過程，更適用于曲線運(yùn)動(dòng)為O．5N．取g=lOm／s．求：小球從N到M這一或多過程過程，既適用于恒力作用過程更適用于變段過程中克服阻力做的功．力作用過程，既適用于明顯長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)過程更適用M于瞬間(不易觀察的較短時(shí)間)完成的運(yùn)動(dòng)過程．動(dòng)能定理為我們解答曲線過程、短

3、暫過程的變力做功提供了捷徑．、例1質(zhì)量為m的小球用長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕繩懸于0點(diǎn)。如圖1所示．小球在水平力F作用下由最低點(diǎn)圖2P緩慢地移到Q點(diǎn)．在此過程中F做的功為I-I攢小球A由Ⅳ到過程中既有直線運(yùn)動(dòng)、()又有曲線運(yùn)動(dòng)，屬于多過程問題；求解中又不涉及運(yùn)A．兒0B．vn~Lcos0動(dòng)的加速度和時(shí)間等過程細(xì)節(jié)．阻力與運(yùn)動(dòng)方向相C．mgL(1一c)D．尼t(yī)an反，在過程中方向不斷發(fā)生變化，求其功為求變力的功．整個(gè)過程的初狀態(tài)和末狀態(tài)已知．因此采用動(dòng)能定理．由動(dòng)能定理知：Wc-W=舢22_m。：，其中c=一2mgR．又因圓周運(yùn)動(dòng)經(jīng)過點(diǎn)，在肘點(diǎn)，N+mg=·灝由以上三式得小球A從Ⅳ到M克服阻力做的功圖1

4、15籪題方略W=-2mgR+刪12-1(N+mg)·R，=一0．1J．例3某人在距地面2ITI高處，將質(zhì)量為2kg圖3的小球以3m／s的水平速度拋出．空氣阻力不計(jì)．求：童黑l艟滑塊碰撞的運(yùn)動(dòng)過程為多過程、往復(fù)的(1)人拋球時(shí)對(duì)球所做的功；復(fù)雜過程，應(yīng)用動(dòng)能定理．初狀態(tài)末狀態(tài)選最后(2)若不計(jì)空氣阻力，小球落地時(shí)速度的大小；停下來靜止的狀態(tài)．運(yùn)動(dòng)過程摩擦阻力大小不變，但(3)若小球落地時(shí)速度的大小是5m／s，則小球方向始終與運(yùn)動(dòng)方向相反，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程始終做負(fù)在空氣中克服阻力做了多少功?功，設(shè)滑塊整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中往復(fù)運(yùn)動(dòng)各個(gè)階段對(duì)應(yīng)解撬人拋球過程是人將球由靜止經(jīng)力的作路程之和為s．用獲得速度

5、(初速度vo=3m／s)的過程．此過程經(jīng)歷時(shí)由動(dòng)能定理-p~Ks=0一刪02，間短，空間位置變化小，難以觀察測(cè)量，且作用力為得s：．未知變力，應(yīng)采用動(dòng)能定理解此題．由動(dòng)能定理知人拋球過程做功為·例5質(zhì)量為500t的機(jī)車以恒定的功率由靜=-mvo2-0=9J．止出發(fā)，經(jīng)5min行駛2．25km，速度達(dá)到最大值對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)整個(gè)過程應(yīng)用動(dòng)能定理，54km／h，設(shè)阻力恒定且取10m]s2．求機(jī)車的功率P．mgh=腳2一__1?。，熊撬機(jī)車恒定功率啟動(dòng)過程，由P=-Fv知，隨增大，牽引力F逐漸減小．已知機(jī)車的初狀態(tài)為靜v=WvoZ+2gh=7m／s．止，末狀態(tài)速度為54km／h=15m／s，變力作

6、用過程，從拋出至落地過程中，據(jù)動(dòng)能定理有采用動(dòng)能定理．最后以最大速度勻速行駛，處于平衡mgh—W=刪212。，狀態(tài)，牽引力F與阻力F阻平衡，F(xiàn)m．得W阻=mgh．--mv2+1，，。2：24J．由動(dòng)能定理+(一F阻L)=1my2—0，例4一質(zhì)量為m的滑塊置于底部水平的凹又而．槽中．滑塊靠近凹槽左側(cè)壁，滑塊與凹槽壁之間有一以上三式聯(lián)立得少量炸藥．炸藥爆炸．使滑塊獲得水平向右的速度P75kW·。，沖向凹槽右側(cè)壁，碰撞且無機(jī)械能損失反彈回來．滑至左側(cè)壁再次碰撞．也無機(jī)械能損失反彈回來．如總之，善于觀察捕捉題目特點(diǎn)，靈活選擇過程和此反彈式地往復(fù)運(yùn)動(dòng)直至靜止．已知凹槽寬度為．初末狀態(tài)，應(yīng)用動(dòng)能定

7、理解答恒變力、曲直軌跡、短滑塊與凹槽水平底部的動(dòng)摩擦因數(shù)為．求滑塊在暫不易觀察的過程中的力、功、(動(dòng))能、速度問題，會(huì)凹槽底部滑動(dòng)整個(gè)過程所經(jīng)歷的路程．發(fā)現(xiàn)物理方法應(yīng)用的一片新天地．16