《物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 習(xí)題課2 動能定理的應(yīng)用 新人教版必修2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 習(xí)題課2 動能定理的應(yīng)用 新人教版必修2（29頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、習(xí)題課習(xí)題課:動能定理的應(yīng)用動能定理的應(yīng)用知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二知識點(diǎn)三問題導(dǎo)引問題導(dǎo)引滑沙運(yùn)動起源于非洲,是一種獨(dú)特的體育游樂項目,現(xiàn)在我國許多地方相繼建立了滑沙場,滑沙已成為我國很受歡迎的旅游項目。如圖所示,游客從斜坡頂端由靜止開始下滑,到達(dá)底端時可以達(dá)到較大的速度v,從而體會到刺激與快樂。若運(yùn)動員與滑沙板的總質(zhì)量為m,斜坡高h(yuǎn)。怎樣求下滑過程中阻力做的功?知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二知識點(diǎn)三知識歸納知識歸納1.動能定理不僅適用于求恒力做功,也適用于求變力做功,同時因為不涉及變力作用的過程分析,應(yīng)用非常方便。2.利用動能定理求變力的功是最常用的方法,當(dāng)物體受到一個變力和幾個恒力作用時,可以用動能定理間接求變

2、力做的功,即W變+W其他=Ek。知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二知識點(diǎn)三典例剖析典例剖析【例1】 質(zhì)量為m的物體以初速度v0沿水平面向左開始運(yùn)動,起始點(diǎn)A與一輕彈簧O端相距x,如圖所示,已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為,物體與彈簧相碰后,彈簧的最大壓縮量為l,則從開始碰撞到彈簧被壓縮至最短,物體克服彈簧彈力所做的功為()知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二知識點(diǎn)三答案:A 知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二知識點(diǎn)三變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1如圖所示,質(zhì)量為m的物體被線牽引著在光滑的水平面上做勻速圓周運(yùn)動,拉力為F時,轉(zhuǎn)動半徑為r。當(dāng)拉力增至8F時,物體仍做勻速圓周運(yùn)動,其轉(zhuǎn)動半徑為 ,求拉力對物體做的功。知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二知識點(diǎn)三知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二知識點(diǎn)三問

3、題問題導(dǎo)引導(dǎo)引如圖所示,質(zhì)量為m的小球從某一高度h處自由下落,運(yùn)動中受的空氣阻力大小Ff恒定,與地面碰撞前后速度大小不變,經(jīng)過一段時間后,小球會停下來,你能求出整個過程中小球通過的路程嗎?要點(diǎn)提示小球與地面碰撞很多次,不可能通過計算出小球每次反彈的高度,進(jìn)而求出小球通過的總路程,根據(jù)動能定理,考慮整個過程,mgh-Ffs=0,即可求得小球通過的路程 。知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二知識點(diǎn)三知識歸納知識歸納1.對于多個物理過程要仔細(xì)分析,將復(fù)雜的過程分割成一個一個子過程,分別對每個過程分析,得出每個過程遵循的規(guī)律。當(dāng)每個過程都可以運(yùn)用動能定理時,可以選擇分段或全程應(yīng)用動能定理,題目不涉及中間量時,選擇全程應(yīng)用

4、動能定理更簡單、方便。2.應(yīng)用全程法解題求功時,有些力可能不是全過程都作用的,必須根據(jù)不同的情況分別對待,弄清楚物體所受的力在哪段位移上做功,哪些力做功,做正功還是負(fù)功,正確寫出總功。3.運(yùn)用動能定理只需要從力在整個位移內(nèi)做的功和這段位移始末兩狀態(tài)動能變化去考慮,無須注意其中運(yùn)動狀態(tài)變化的細(xì)節(jié),同時動能和功都是標(biāo)量,無方向性,所以無論是直線運(yùn)動或曲線運(yùn)動,運(yùn)用動能定理去分析,都會比較簡單。知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二知識點(diǎn)三溫馨提示應(yīng)用動能定理解題,關(guān)鍵是對研究對象進(jìn)行準(zhǔn)確的受力分析及運(yùn)動過程分析,并畫出物體運(yùn)動過程的草圖,借助草圖理解物理過程和各量關(guān)系。有些力在物體運(yùn)動全過程中不是始終存在的,在計算外力

5、做功時更應(yīng)引起注意。知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二知識點(diǎn)三典例剖析典例剖析【例2】 如圖是跳水運(yùn)動員在跳臺上騰空而起的姿態(tài)。跳臺距水面高度為h1=10 m,此時他恰好到達(dá)最高位置,估計此時他的重心離跳臺臺面的高度為h=1 m。當(dāng)他下降到手觸及水面時要伸直雙臂做一個翻掌壓水花的動作,這時他的重心離水面也是h=1 m,運(yùn)動員的質(zhì)量m=50 kg,g取10 m/s2,求:(1)從最高點(diǎn)到手觸及水面的過程中,其運(yùn)動可以看作是自由落體運(yùn)動,他在空中完成一系列動作可利用的時間為多長?(2)忽略運(yùn)動員進(jìn)入水面過程中受力的變化,入水之后,他的重心能下沉到離水面h2=2.5 m處,試估算水對他的平均阻力。知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二知識

6、點(diǎn)三(2)整個過程運(yùn)動員重心下降高度為h1+h+h2=13.5 m,設(shè)水對他的平均阻力為Ff,根據(jù)動能定理有mg(h1+h+h2)-Ffh2=0,整理并代入數(shù)據(jù)得Ff=2 700 N。答案:(1)1.4 s(2)2 700 N知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二知識點(diǎn)三規(guī)律方法規(guī)律方法 動能定理在多過程中的應(yīng)用技巧(1)當(dāng)物體運(yùn)動過程中涉及多個力做功時,各力對應(yīng)的位移可能不相同,計算各力做功時,應(yīng)注意各力對應(yīng)的位移。計算總功時,應(yīng)計算整個過程中出現(xiàn)過的各力做功的代數(shù)和。(2)研究初、末動能時,只需關(guān)注初、末狀態(tài),不必關(guān)心中間運(yùn)動的細(xì)節(jié)。知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二知識點(diǎn)三變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練2如圖所示,物體從高h(yuǎn)的斜面頂端A由靜

7、止滑下,到斜面底端后又沿水平面運(yùn)動到C點(diǎn)而停止。要使這個物體從C點(diǎn)沿原路返回到A,則在C點(diǎn)處物體應(yīng)具有的速度大小至少是 ()答案:B知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二知識點(diǎn)三問題問題導(dǎo)引導(dǎo)引如圖所示裝置是一種過山車模型,軌道可看作光滑,從左側(cè)斜軌道合適位置釋放小球,小球會沿軌道做兩次圓周運(yùn)動滑至軌道末端。若小球質(zhì)量為m,大圓軌道半徑為R,小圓軌道半徑是大圓軌道半徑的 。思考:(1)要使小球剛好能沿軌道運(yùn)動,釋放小球的位置距軌道最低端為多高?(2)到達(dá)小圓軌道最高點(diǎn)時,對軌道的壓力為多大?知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二知識點(diǎn)三知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二知識點(diǎn)三知識歸納知識歸納動能定理常與平拋運(yùn)動、圓周運(yùn)動等曲線運(yùn)動相結(jié)合,解決這類問題要

8、特別注意:(1)與平拋運(yùn)動相結(jié)合時,要注意應(yīng)用運(yùn)動的合成與分解的方法,如分解位移或分解速度求平拋運(yùn)動的有關(guān)物理量。(2)與豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動相結(jié)合時,應(yīng)特別注意隱藏的臨界條件:有支撐效果的豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動,物體能過最高點(diǎn)的臨界條件為v min=0。沒有支撐效果的豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動,物體能過最高點(diǎn)的臨界條件為 。知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二知識點(diǎn)三典例剖析典例剖析【例3】如圖所示,質(zhì)量m=0.1 kg的金屬小球從距水平面h=2.0 m的光滑斜面上由靜止開始釋放,運(yùn)動到A點(diǎn)時無能量損耗,水平面AB是長2.0 m的粗糙平面,與半徑為R=0.4 m的光滑的半圓形軌道BCD相切于B點(diǎn),其中圓軌道在豎直平面內(nèi)

9、,D為軌道的最高點(diǎn),小球恰能通過最高點(diǎn)D,求:(g取10 m/s2)(1)小球運(yùn)動到A點(diǎn)時的速度大小。(2)小球從A運(yùn)動到B時摩擦阻力所做的功。(3)小球從B點(diǎn)飛出后落點(diǎn)E與A的距離。知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二知識點(diǎn)三知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二知識點(diǎn)三知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二知識點(diǎn)三變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練3如圖所示,質(zhì)量為m的小球用長為L的輕質(zhì)細(xì)線懸于O點(diǎn),與O點(diǎn)處于同一水平線上的P點(diǎn)處有一根光滑的細(xì)釘,已知OP= ,在A點(diǎn)給小球一個水平向左的初速度v0,發(fā)現(xiàn)小球恰能到達(dá)跟P點(diǎn)在同一豎直線上的最高點(diǎn)B。求:(1)小球到達(dá)B點(diǎn)時的速率。(2)若不計空氣阻力,則初速度v0為多少?(3)若初速度變?yōu)?,其他條件均不變,則小球從A到B

10、的過程中克服空氣阻力做了多少功?知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二知識點(diǎn)三1231.如圖所示,斜槽軌道下端與一個半徑為0.4 m的圓形軌道相連接。一個質(zhì)量為0.1 kg的物體從高為H=2 m的A點(diǎn)由靜止開始滑下,運(yùn)動到圓形軌道的最高點(diǎn)C處時,對軌道的壓力等于物體的重力。求物體從A運(yùn)動到C的過程中克服摩擦力所做的功。(g取10 m/s2)解析:物體運(yùn)動到C點(diǎn)時受到重力和軌道對它的壓力,由圓周運(yùn)動代入數(shù)據(jù)解得WFf=0.8 J。答案:0.8 J1232.如圖所示,ABCD為一位于豎直平面內(nèi)的軌道,其中BC水平,A點(diǎn)比BC高出10 m,BC長1 m,AB和CD軌道光滑且與BC平滑連接。一質(zhì)量為1 kg的物體,從A點(diǎn)以

11、4 m/s的速度開始運(yùn)動,經(jīng)過BC后滑到高出C點(diǎn)10.3 m的D點(diǎn)速度為零。(g取10 m/s2)求:(1)物體與BC軌道間的動摩擦因數(shù)。(2)物體第5次經(jīng)過B點(diǎn)時的速度。(3)物體最后停止的位置(距B點(diǎn)多少米)。123解析:(1)由動能定理得解得=0.5。(2)物體第5次經(jīng)過B點(diǎn)時,物體在BC上滑動了4次,由動能定理得解得s=21.6 m。所以物體在軌道上來回運(yùn)動了10次后,還有1.6 m,故距B點(diǎn)的距離為2 m-1.6 m=0.4 m。答案:(1)0.5(2)13.3 m/s(3)距B點(diǎn)0.4 m1233.如圖所示,固定在水平地面上的工件,由AB和BD兩部分組成,其中AB部分為光滑的圓弧,圓心為O,AOB=37,圓弧的半徑R=0.5 m;BD部分水平,長度為0.2 m,C為BD的中點(diǎn)?，F(xiàn)有一質(zhì)量m=1 kg、可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊從A端由靜止釋放,恰好能運(yùn)動到D點(diǎn)。(g取10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8)求:(1)物塊運(yùn)動到B點(diǎn)時,對工件的壓力大小。(2)為使物塊恰好運(yùn)動到C點(diǎn)靜止,可以在物塊運(yùn)動到B點(diǎn)后,對它施加一豎直向下的恒力F,F應(yīng)為多大?123123可得mgBD=(mg+F)BC由題BD=2BC,得2mg=mg+F解得F=mg=110 N=10 N。答案:(1)14 N(2)10 N