《物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 習(xí)題課2 動(dòng)能定理的應(yīng)用 新人教版必修2》由會(huì)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(dòng)能定理的應(yīng)用 新人教版必修2（29頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、習(xí)題課習(xí)題課:動(dòng)能定理的應(yīng)用動(dòng)能定理的應(yīng)用知識(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)二知識(shí)點(diǎn)三問題導(dǎo)引問題導(dǎo)引滑沙運(yùn)動(dòng)起源于非洲,是一種獨(dú)特的體育游樂項(xiàng)目,現(xiàn)在我國(guó)許多地方相繼建立了滑沙場(chǎng),滑沙已成為我國(guó)很受歡迎的旅游項(xiàng)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(shí)可以達(dá)到較大的速度v,從而體會(huì)到刺激與快樂。若運(yùn)動(dòng)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(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)二知識(shí)點(diǎn)三知識(shí)歸納知識(shí)歸納1.動(dòng)能定理不僅適用于求恒力做功,也適用于求變力做功,同時(shí)因?yàn)椴簧婕白兞ψ饔玫倪^程分析,應(yīng)用非常方便。2.利用動(dòng)能定理求變力的功是最常用的方法,當(dāng)物體受到一個(gè)變力和幾個(gè)恒力作用時(shí),可以用動(dòng)能定理間接求變

2、力做的功,即W變+W其他=Ek。知識(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)二知識(shí)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(dòng),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(dòng)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(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)二知識(shí)點(diǎn)三答案:A 知識(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)二知識(shí)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(dòng),拉力為F時(shí),轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為r。當(dāng)拉力增至8F時(shí),物體仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為 ,求拉力對(duì)物體做的功。知識(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)二知識(shí)點(diǎn)三知識(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)二知識(shí)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(dòng)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(shí)間后,小球會(huì)停下來,你能求出整個(gè)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(jì)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(dòng)能定理,考慮整個(gè)過程,mgh-Ffs=0,即可求得小球通過的路程 。知識(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)二知識(shí)點(diǎn)三知識(shí)歸納知識(shí)歸納1.對(duì)于多個(gè)物理過程要仔細(xì)分析,將復(fù)雜的過程分割成一個(gè)一個(gè)子過程,分別對(duì)每個(gè)過程分析,得出每個(gè)過程遵循的規(guī)律。當(dāng)每個(gè)過程都可以運(yùn)用動(dòng)能定理時(shí),可以選擇分段或全程應(yīng)用動(dòng)能定理,題目不涉及中間量時(shí),選擇全程應(yīng)用

4、動(dòng)能定理更簡(jiǎn)單、方便。2.應(yīng)用全程法解題求功時(shí),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(duì)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(dòng)能定理只需要從力在整個(gè)位移內(nèi)做的功和這段位移始末兩狀態(tài)動(dòng)能變化去考慮,無須注意其中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的細(xì)節(jié),同時(shí)動(dòng)能和功都是標(biāo)量,無方向性,所以無論是直線運(yùn)動(dòng)或曲線運(yùn)動(dòng),運(yùn)用動(dòng)能定理去分析,都會(huì)比較簡(jiǎn)單。知識(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)二知識(shí)點(diǎn)三溫馨提示應(yīng)用動(dòng)能定理解題,關(guān)鍵是對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行準(zhǔn)確的受力分析及運(yùn)動(dòng)過程分析,并畫出物體運(yùn)動(dòng)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(dòng)全過程中不是始終存在的,在計(jì)算外力

5、做功時(shí)更應(yīng)引起注意。知識(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)二知識(shí)點(diǎn)三典例剖析典例剖析【例2】 如圖是跳水運(yùn)動(dòng)員在跳臺(tái)上騰空而起的姿態(tài)。跳臺(tái)距水面高度為h1=10 m,此時(shí)他恰好到達(dá)最高位置,估計(jì)此時(shí)他的重心離跳臺(tái)臺(tái)面的高度為h=1 m。當(dāng)他下降到手觸及水面時(shí)要伸直雙臂做一個(gè)翻掌壓水花的動(dòng)作,這時(shí)他的重心離水面也是h=1 m,運(yùn)動(dòng)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(dòng)可以看作是自由落體運(yùn)動(dòng),他在空中完成一系列動(dòng)作可利用的時(shí)間為多長(zhǎng)?(2)忽略運(yùn)動(dòng)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(duì)他的平均阻力。知識(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)二知識(shí)

6、點(diǎn)三(2)整個(gè)過程運(yùn)動(dòng)員重心下降高度為h1+h+h2=13.5 m,設(shè)水對(duì)他的平均阻力為Ff,根據(jù)動(dòng)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(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)二知識(shí)點(diǎn)三規(guī)律方法規(guī)律方法 動(dòng)能定理在多過程中的應(yīng)用技巧(1)當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)過程中涉及多個(gè)力做功時(shí),各力對(duì)應(yīng)的位移可能不相同,計(jì)算各力做功時(shí),應(yīng)注意各力對(duì)應(yīng)的位移。計(jì)算總功時(shí),應(yīng)計(jì)算整個(gè)過程中出現(xiàn)過的各力做功的代數(shù)和。(2)研究初、末動(dòng)能時(shí),只需關(guān)注初、末狀態(tài),不必關(guān)心中間運(yùn)動(dòng)的細(xì)節(jié)。知識(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)二知識(shí)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(dòng)到C點(diǎn)而停止。要使這個(gè)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(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)二知識(shí)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(huì)沿軌道做兩次圓周運(yùn)動(dòng)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(dòng),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(shí),對(duì)軌道的壓力為多大?知識(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)二知識(shí)點(diǎn)三知識(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)二知識(shí)點(diǎn)三知識(shí)歸納知識(shí)歸納動(dòng)能定理常與平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)等曲線運(yùn)動(dòng)相結(jié)合,解決這類問題要

8、特別注意:(1)與平拋運(yùn)動(dòng)相結(jié)合時(shí),要注意應(yīng)用運(yùn)動(dòng)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(dòng)的有關(guān)物理量。(2)與豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)相結(jié)合時(shí),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(dòng),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(dòng),物體能過最高點(diǎn)的臨界條件為 。知識(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)二知識(shí)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(dòng)到A點(diǎn)時(shí)無能量損耗,水平面AB是長(zhǎng)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(dòng)到A點(diǎn)時(shí)的速度大小。(2)小球從A運(yùn)動(dòng)到B時(shí)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(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)二知識(shí)點(diǎn)三知識(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)二知識(shí)點(diǎn)三知識(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)二知識(shí)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(zhǎng)為L(zhǎng)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(gè)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(shí)的速率。(2)若不計(jì)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(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)二知識(shí)點(diǎn)三1231.如圖所示,斜槽軌道下端與一個(gè)半徑為0.4 m的圓形軌道相連接。一個(gè)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(dòng)到圓形軌道的最高點(diǎn)C處時(shí),對(duì)軌道的壓力等于物體的重力。求物體從A運(yùn)動(dòng)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(dòng)到C點(diǎn)時(shí)受到重力和軌道對(duì)它的壓力,由圓周運(yùn)動(dòng)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(zhǎng)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(dòng),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(dòng)摩擦因數(shù)。(2)物體第5次經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)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(dòng)能定理得解得=0.5。(2)物體第5次經(jīng)過B點(diǎn)時(shí),物體在BC上滑動(dòng)了4次,由動(dòng)能定理得解得s=21.6 m。所以物體在軌道上來回運(yùn)動(dòng)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(zhǎng)度為0.2 m,C為BD的中點(diǎn)。現(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(dòng)到D點(diǎn)。(g取10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8)求:(1)物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí),對(duì)工件的壓力大小。(2)為使物塊恰好運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)靜止,可以在物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)后,對(duì)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