高中物理 第七章 机械能守恒定律 习题课 动能定理的应用课件 新人教版必修2.ppt

习题课动能定理的应用 第七章机械能守恒定律 1 计算总功的两种方法 1 W总 W1 W2 Wn 2 W总 F合 lcos 利用动能定理求变力的功是最常用的方法 具体做法如下 1 如果在研究的过程中 只有所要求的变力做功 则这个变力做的功就等于物体动能的增量 即W Ek 2 如果物体同时受到几个力的作用 但是其中只有一个力F是变力 其他力都是恒力 则可以先用恒力做功的公式求出几个恒力所做的功 然后再用动能定理来间接求变力做的功 WF W其他 Ek 用动能定理求变力的功 如图所示 斜槽轨道下端与一个半径为0 4m的圆形轨道相连接 一个质量为0 1kg的物体从高为H 2m的A点由静止开始滑下 运动到圆形轨道的最高点C处时 对轨道的压力等于物体的重力 求物体从A运动到C的过程中克服摩擦力所做的功 g取10m s2 答案 0 8J 解题技巧 本题中摩擦力为变力 对变力做功 不能应用功的公式求解 而应用动能定理可以求解变力做功的问题 1 一质量为m的小球 用长为l的轻绳悬挂于O点 小球在水平力F的作用下从平衡位置P点缓慢地移动到Q点 如图所示 则力F所做的功为 A mglcos B Flsin C mgl 1 cos D Fl 1 sin 解析 小球的运动过程是缓慢的 因而小球在任何时刻均可看成是平衡状态 因此力F的大小在不断变化 F做功是变力做功 小球上升过程只有重力mg和F这两个力做功 由动能定理得 mg l lcos WF 0 所以WF mgl 1 cos C 用动能定理分析多过程问题 对于包含多个运动阶段的复杂运动过程 可以选择分段或全程应用动能定理 1 分段应用动能定理时 将复杂的过程分割成一个个子过程 对每个子过程的做功情况和初 末动能进行分析 然后针对每个子过程应用动能定理列式 然后联立求解 2 全程应用动能定理时 分析整个过程中出现过的各力的做功情况 分析每个力的做功 确定整个过程中合外力做的总功 然后确定整个过程的初 末动能 针对整个过程利用动能定理列式求解 当题目不涉及中间量时 选择全程应用动能定理更简单 更方便 如图所示 ABCD为一竖直平面内的轨道 其中BC水平 A点比BC高出10m BC长1m AB和CD轨道光滑 一质量为1kg的物体 从A点以4m s的速度开始运动 经过BC后滑到高出C点10 3m的D点速度为0 求 g取10m s2 1 物体与BC轨道间的动摩擦因数 2 物体第5次经过B点时的速度 3 物体最后停止的位置 距B点多少米 答案 1 0 5 2 13 3m s 3 距B点0 4m 总结提升 利用动能定理处理多过程问题 首先要分析物体的运动过程 把握好物体的初 末状态 然后找到整个过程中各个力所做的功 最后利用动能定理列式求解 C 动能定理常与平抛运动 圆周运动相结合 解决这类问题要特别注意 1 与平抛运动相结合时 要注意应用运动的合成与分解的方法 如分解位移或分解速度求平抛运动的有关物理量 动能定理和动力学方法的综合应用 如图所示 质量m 0 1kg的金属小球从距水平面h 2 0m的光滑斜面上由静止开始释放 运动到A点时无能量损耗 水平面AB是长2 0m的粗糙平面 与半径为R 0 4m的光滑的半圆形轨道BCD相切于B点 其中圆轨道在竖直平面内 D为轨道的最高点 小球恰能通过最高点D 求 g 10m s2 1 小球运动到A点时的速度大小 2 小球从A运动到B时摩擦阻力所做的功 3 小球从D点飞出后落点E与A的距离 3 如图所示 一个质量为m 0 6kg的小球以某一初速度v0 2m s从P点水平抛出 从粗糙圆弧ABC的A点沿切线方向进入 不计空气阻力 进入圆弧时无机械能损失 且恰好沿圆弧通过最高点C 已知圆弧的圆心为O 半径R 0 3m 60 g 10m s2 试求 1 小球到达A点的速度vA的大小 2 P点与A点的竖直高度H 3 小球从圆弧A点运动到最高点C的过程中克服摩擦力所做的功W 答案 1 4m s 2 0 6m 3 1 2J