应用动能定理巧解物理问题

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1、物．1l嬲嘲麓’■，动能定理是高中物理经典力学中最后学习的脯因缓慢移动，为动态平衡，水平拉力一个重要方法，是方法学习的最高精华的理论总结．，nan0为变力，逐渐增大．变力做功，优先考虑动动能定理阐述的是功与动能转化以及功能转能定理解答．化量的关系：由动能定理一=Ek2-Ekl，W=Ek2一1即一mgL(1-cosO)+Wr=O-O，‘(合)力在一个过程中对物体所做的(总)功，等解得F做功为=mgL(1-cos0)．于物体在这个过程中动能的变化．总功等于物体动能的变化．动能定理为我们提供了又一种求解力对例2半径R=20cm的竖直放置的圆轨道与物体做功的方法和求解物体动能及变化的方法．不水

2、平直轨道相连接，如图2所示．质量为m=50g的仅如此，动能定理还可以帮助我们解决力、位移或小球A以一定的初速度由直轨道向左运动．并沿圆路程、速度大小等物理量的求解．动能定理的优越性轨道的内壁冲上去．如果A经过N点时的速度还表现在解决不涉及加速度、时间以及复杂过程细，：4m／s。A经过轨道最高点M时对轨道的压力节的问题，既适用于直线过程，更适用于曲线运动为O．5N．取g=lOm／s．求：小球从N到M这一或多过程过程，既适用于恒力作用过程更适用于变段过程中克服阻力做的功．力作用过程，既适用于明显长时间运动过程更适用M于瞬间(不易观察的较短时间)完成的运动过程．动能定理为我们解答曲线过程、短

3、暂过程的变力做功提供了捷径．、例1质量为m的小球用长为L的轻绳悬于0点。如图1所示．小球在水平力F作用下由最低点图2P缓慢地移到Q点．在此过程中F做的功为I-I攒小球A由Ⅳ到过程中既有直线运动、()又有曲线运动，属于多过程问题；求解中又不涉及运A．儿0B．vn~Lcos0动的加速度和时间等过程细节．阻力与运动方向相C．mgL(1一c)D．尼tan反，在过程中方向不断发生变化，求其功为求变力的功．整个过程的初状态和末状态已知．因此采用动能定理．由动能定理知：Wc-W=舢22_m。：，其中c=一2mgR．又因圆周运动经过点，在肘点，N+mg=·灏由以上三式得小球A从Ⅳ到M克服阻力做的功图1

4、15簖题方略W=-2mgR+删12-1(N+mg)·R，=一0．1J．例3某人在距地面2ITI高处，将质量为2kg图3的小球以3m／s的水平速度抛出．空气阻力不计．求：童黑l艟滑块碰撞的运动过程为多过程、往复的(1)人抛球时对球所做的功；复杂过程，应用动能定理．初状态末状态选最后(2)若不计空气阻力，小球落地时速度的大小；停下来静止的状态．运动过程摩擦阻力大小不变，但(3)若小球落地时速度的大小是5m／s，则小球方向始终与运动方向相反，整个运动过程始终做负在空气中克服阻力做了多少功?功，设滑块整个运动过程中往复运动各个阶段对应解撬人抛球过程是人将球由静止经力的作路程之和为s．用获得速度

5、(初速度vo=3m／s)的过程．此过程经历时由动能定理-p~Ks=0一删02，间短，空间位置变化小，难以观察测量，且作用力为得s：．未知变力，应采用动能定理解此题．由动能定理知人抛球过程做功为·例5质量为500t的机车以恒定的功率由静=-mvo2-0=9J．止出发，经5min行驶2．25km，速度达到最大值对平抛运动整个过程应用动能定理，54km／h，设阻力恒定且取10m]s2．求机车的功率P．mgh=脚2一__1⋯。，熊撬机车恒定功率启动过程，由P=-Fv知，随增大，牵引力F逐渐减小．已知机车的初状态为静v=WvoZ+2gh=7m／s．止，末状态速度为54km／h=15m／s，变力作

6、用过程，从抛出至落地过程中，据动能定理有采用动能定理．最后以最大速度匀速行驶，处于平衡mgh—W=删212。，状态，牵引力F与阻力F阻平衡，Fm．得W阻=mgh．--mv2+1，，。2：24J．由动能定理+(一F阻L)=1my2—0，例4一质量为m的滑块置于底部水平的凹又而．槽中．滑块靠近凹槽左侧壁，滑块与凹槽壁之间有一以上三式联立得少量炸药．炸药爆炸．使滑块获得水平向右的速度P75kW·。，冲向凹槽右侧壁，碰撞且无机械能损失反弹回来．滑至左侧壁再次碰撞．也无机械能损失反弹回来．如总之，善于观察捕捉题目特点，灵活选择过程和此反弹式地往复运动直至静止．已知凹槽宽度为．初末状态，应用动能定

7、理解答恒变力、曲直轨迹、短滑块与凹槽水平底部的动摩擦因数为．求滑块在暂不易观察的过程中的力、功、(动)能、速度问题，会凹槽底部滑动整个过程所经历的路程．发现物理方法应用的一片新天地．16