專(zhuān)題動(dòng)能定理.doc

專(zhuān)題-動(dòng)能定理的應(yīng)用1、內(nèi)容：力在一個(gè)過(guò)程中對(duì)物體所做的功，等于物體在這個(gè)過(guò)程中動(dòng)能的變化 2、表達(dá)式：Wmv22mv12。3、物理意義：合外力的功是物體動(dòng)能變化的量度4、應(yīng)用動(dòng)能定理的優(yōu)越性：動(dòng)能定理涉及一個(gè)過(guò)程（做功過(guò)程），兩個(gè)狀態(tài)（初末兩個(gè)狀態(tài)的動(dòng)能），反映的是物體兩個(gè)狀態(tài)的動(dòng)能變化與這個(gè)過(guò)程合力所做功的量值關(guān)系，對(duì)由初始狀態(tài)到終止?fàn)顟B(tài)這一過(guò)程中物體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)、運(yùn)動(dòng)軌跡、做功的力是恒力還是變力等諸多問(wèn)題不加以追究，也就是說(shuō)應(yīng)用動(dòng)能定理不受這些問(wèn)題的限制5、動(dòng)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(duì)象，明確并分析運(yùn)動(dòng)過(guò)程若問(wèn)題中涉及F、x、m、v、W、Ek等物理量，考慮使用動(dòng)能定理。分析受力及各力做功的情況，受哪些力？每個(gè)力是否做功？在哪段位移過(guò)程中做功？正功？負(fù)功？做多少功？求出代數(shù)和明確過(guò)程始末狀態(tài)的動(dòng)能Ek1及EK2列方程W=EK2一Ek1，必要時(shí)注意分析題目的潛在條件，補(bǔ)充方程進(jìn)行求解6、動(dòng)能定理的應(yīng)用：（一）常規(guī)題：例1、用拉力F使一個(gè)質(zhì)量為m的木箱由靜止開(kāi)始在水平冰道上移動(dòng)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(dòng)摩擦因數(shù)為，求木箱獲得的速度v？（二）多過(guò)程問(wèn)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(yùn)動(dòng)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(dòng)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(wèn)題：例3：足夠長(zhǎng)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(zhǎng)，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(dòng)摩擦因數(shù)為，tan若滑塊與擋板碰撞沒(méi)有機(jī)械能損失，求：（1）滑塊第一次與擋板碰撞后上升離開(kāi)擋板P的最大距離（2）滑塊在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中通過(guò)的路程（四）變力做功問(wèn)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(yùn)動(dòng)，如圖所示。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球受到空氣阻力的作用，設(shè)某一時(shí)刻小球通過(guò)軌道的最低點(diǎn)，此時(shí)繩子的張力為7mg，在此后小球繼續(xù)做圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)半個(gè)圓周恰好能通過(guò)最高點(diǎn)，則在此過(guò)程中小球克服空氣阻力所做的功是( ) AB CDmgR （五）動(dòng)能定理與圖象例5、如圖甲所示，在傾角為30的足夠長(zhǎng)光滑斜面AB前，有一粗糙水平面OA，OA長(zhǎng)為4 m。有一質(zhì)量為m的滑塊，從O處由靜止開(kāi)始受一水平向右的力F作用。F按圖乙所示的規(guī)律變化?；瑝K與OA間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.25，g取10 m/s2，試求：(1)滑塊到A處的速度大小；(2)不計(jì)滑塊在A處的速率變化，滑塊沖上斜面AB的長(zhǎng)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(diǎn)與圓弧相切，圓弧的半徑為R.一個(gè)質(zhì)量為m的物體(可以看成質(zhì)點(diǎn))從直軌道上的P點(diǎn)由靜止釋放，結(jié)果它能在兩軌道間做往返運(yùn)動(dòng)已知P點(diǎn)與圓弧的圓心O等高，物體與軌道AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.求：(1)物體做往返運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中在AB軌道上通過(guò)的總路程；(2)最終當(dāng)物體通過(guò)圓弧軌道最低點(diǎn)E時(shí)，對(duì)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(diǎn)D，釋放點(diǎn)距B點(diǎn)的距離L應(yīng)滿(mǎn)足什么條件？（七）電場(chǎng)綜合例7：如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m、帶有電荷q的小物體，可在水平軌道Ox上運(yùn)動(dòng)，O端有一與軌道垂直的固定墻軌道處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)大小為E，方向沿Ox軸正方向，小物體以速度v0從x0點(diǎn)沿Ox軌道運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)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(shí)不損失機(jī)械能，且電量保持不變，求它在停止運(yùn)動(dòng)前所通過(guò)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(chǎng)，電場(chǎng)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(diǎn)）放在水平軌道上與B端距離s1.0m的位置，由于受到電場(chǎng)力的作用帶電體由靜置開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到圓弧形軌道的C端時(shí)，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(yùn)動(dòng)的加速度大小及運(yùn)動(dòng)到B端時(shí)的速度大?。唬?）帶電體運(yùn)動(dòng)到圓弧形軌道的B端時(shí)對(duì)圓弧軌道的壓力大?。唬?）帶電體沿圓弧形軌道從B端運(yùn)動(dòng)到C端的過(guò)程中，摩擦力做的功。ABORCE（八）對(duì)于動(dòng)能定理的理解：例2、關(guān)于運(yùn)動(dòng)物體所受的合外力、合外力做的功及動(dòng)能變化的關(guān)系，下列說(shuō)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(dòng)能一定越大 D有力對(duì)物體做功，物體的動(dòng)能就會(huì)變化變1：下列說(shuō)法正確的是( )A.物體所受合力為0，物體動(dòng)能可能改變 B.物體所受合力不為0，動(dòng)能一定改變C.物體的動(dòng)能不變，它所受合力一定為0 D.物體的動(dòng)能改變，它所受合力一定不為0變1：汽車(chē)在平直公路上行駛，當(dāng)速度從0增加到v時(shí)，合外力做功為W1，速度從v增加到2v時(shí)，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(dòng)能定理解題注意點(diǎn)：例9、如圖，質(zhì)量為M、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的小車(chē)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(diǎn)）放在小車(chē)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(kāi)始做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)物塊和小車(chē)之間的摩擦力為Ff物塊滑到小車(chē)的最右端時(shí)，小車(chē)運(yùn)動(dòng)的距離為s在這個(gè)過(guò)程中，以下結(jié)論正確的是( )物塊到達(dá)小車(chē)最右端時(shí)具有的動(dòng)能為F (L+s)物塊到達(dá)小車(chē)最右端時(shí)，小車(chē)具有的動(dòng)能為Ff L物塊克服摩擦力所做的功為Ff (L+s)物塊和小車(chē)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(xiàn)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)距離d以后，速度減為V0/2，則（ ）A、此平面動(dòng)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(shí)，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(zhǎng)為10m，BC足夠高，一物體以v0 = 10m/s的速度從A點(diǎn)出發(fā)，最后恰好又停在A點(diǎn)，求： (1) 物體與水平軌道的動(dòng)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(shí)，速度大小為3/4V0,設(shè)物體在運(yùn)動(dòng)中所受空氣阻力大小不變，求（1）物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受空氣阻力的大?。?）若物體與地面碰撞過(guò)程 中無(wú)能量損失，求物體運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)位移4m時(shí)，拉力F停止作用，運(yùn)動(dòng)到位移是8m時(shí)物體停止，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中EKS的圖線(xiàn)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(tái)上，系在物體上的繩子跨過(guò)光滑的定滑輪由地面以速度v0向右勻速走動(dòng)的人拉著，設(shè)人從地面上且從平臺(tái)的邊緣開(kāi)始向右行至繩和水平方向成30角處，在此過(guò)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。滑塊與斜面間的動(dòng)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(wú)機(jī)械能損失。問(wèn)滑塊經(jīng)過(guò)的路程有多大？題面：圖8-4F如圖，水平放置的光滑板中心開(kāi)一小孔O，穿過(guò)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(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中逐漸增大拉力，當(dāng)拉力增大為8F時(shí)，球的運(yùn)動(dòng)半徑減小為r/2，在此過(guò)程中拉力做的功為（ ）A0 B1.5Fr C3.5Fr D4Fr8解析：(1)摩擦力對(duì)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(yùn)動(dòng)設(shè)物體在AB軌道上通過(guò)的總路程為x，則全程應(yīng)用動(dòng)能定理，得：mgRcosmgcosx0解得：x.(2)最終當(dāng)物體通過(guò)圓弧最低點(diǎn)E時(shí)，設(shè)速度為vE，在E點(diǎn)：FNmg從BE由動(dòng)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(duì)軌道的壓力為(32cos)mg.(3)若物體剛好到達(dá)D點(diǎn)，設(shè)速度為vD，則mg對(duì)全過(guò)程由動(dòng)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(zhǎng)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(diǎn)，從斜面