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1、動能定理的具體應(yīng)用動能定理是高中物理學(xué)中的一個重要定理,它的具體應(yīng)用學(xué)生學(xué)習(xí)物理時要必須掌握的,下面就動能定理的具體應(yīng)用談一點個人的看法。動能定理:物體受到的合力做功,等于物體動能的改變量。合外力對物體做正功,物體的動能就增加,物體動能的增加量等于合外力對物體所做的功。合外力對物體做負(fù)功,物體的動能就減小,物體動能的減少量等于物體克服合外力所做的功。當(dāng)物體受到的各個力均為恒力時,且每個力都自始至終作用在物體上時,利用上述方法比較方便,但如果物體受到了變力的作用,所受力當(dāng)中有一個或幾個不是自始至終作用在物體上的時候,上述作題的方法就存在著一定的局限性。所以動能定理還有另外一種敘述。動能定理:物體

2、所受各個力做功的代數(shù)和,等于物體動能的變化量作題的方法與步驟:1、在物體運動的過程中選取兩個狀態(tài),一個是初狀態(tài),一個是未狀態(tài)。這兩個狀態(tài)不是任意選的,一般是題目給出一定條件的某一位置和題目要求計算的另一位置。2、分析物體在初、未狀態(tài)之間運動時都受到了哪些力,將這些力全部列出來。3、根據(jù)這些力的特點,采取不同的方法將它們做的功求解出來。我們常見到的力有以下幾種:(1)恒力做的功恒力做的功只與恒力與恒力方向上的位移有關(guān),跟物體運動的具體路徑無關(guān),也跟物體運動的具體過程無關(guān),其大小等于恒力的大小與恒力方向上位移的大小的乘積。 (2)方向不變,大小跟物體的位移成正比或成線性關(guān)系的力所做的功,可用這個力

3、的平均值乘以物體的位移來求解。 (3)利用力和位移的關(guān)系圖象和位移軸所圍成的面積來求功。(4)大小不變、方向始終跟物體運動的速度方向在一條直線上的變力所做的功,可用這個力的大小跟物體運動的路程相乘來求解。(5)做功功率恒定的變力所做的功,可用功率和做功時間相乘來求解。(6)無能量損失的碰撞中,彈力做的總功為零。(7)無法求解的功,可以先表示出來。4、將所有做功的代數(shù)和等于物體動能的改變量。要注意功的正、負(fù),動能的改變量等于未動能減去初動能。例1:物體從斜面上的A點由靜止開始滑下,進(jìn)入水平面后滑行到B點靜止,已知物體于接觸面間的動摩擦因數(shù)為m,A、B之間的水平距離為L,求物體下滑時的高度?分析:

4、物體運動過程中受到重力、彈力和摩擦力的作用,其中重力做正功,摩擦力做負(fù)功,彈力不做功,它們做的功分別為: 根據(jù)動能定理知:所以 該題中涉及到兩種性質(zhì)的力做功,一個是恒力做的功,另一個是大小不變方向始終和物體運動方向相反的摩擦力做的功。例2:物體從高為h處由靜止釋放,和地面發(fā)生無能量損失的碰撞,若物體運動過程中受到的空氣阻力恒為物體所受重力的k倍,求物體運動的總路程是多少?分析:物體在運動過程中受到三個力的作用,分別是重力、空氣阻力和地面的彈力,已知物體受到的重力做正功,阻力做負(fù)功,地面的彈力做的總功為零。而重力是恒力,所做的功只與豎直高度有關(guān),阻力是一個大小不變,方向始終跟物體運動方向相反的力

5、,所以由動能定理知:例3:質(zhì)量為m的物體從固定在地面上的輕質(zhì)彈簧上端h高處,由靜止釋放,將彈簧壓縮x而到達(dá)最低點,求彈簧的倔強(qiáng)系數(shù)是多少?分析:物體在運動過程中受到三個力的作用,分別是重力、彈力,在整個過程中重力和彈力做的功是:由動能定理知例4:物體沿豎直放置的,半徑為R=0.8m圓型軌道的內(nèi)側(cè)做圓周運動,當(dāng)質(zhì)量這m=1kg的物體在最低點的速度v0=7m/s時,它恰好能通過最高點,求在這半個圓周上運動時阻力對物體所做的功?分析:物體從圓周的最低點向最高點運動的過程中,受到三個力的作用,分別是重力、彈力和阻力,彈力對物體不做功,由動能定理知:例5:長為L的細(xì)線上端懸掛于天花板上,下端系一質(zhì)量為m

6、的小球,將小球拉離平衡位置使懸線與豎直方向的夾角為q后由靜止釋放,求當(dāng)小球擺動到懸線和豎直方向的夾角成a角時,小球受懸線的拉力是多大?分析:當(dāng)小球從起始位置擺動到終止位置時,只有重力做功,重力做的功為:設(shè)物體擺動到終止位置時的速度為v,則根據(jù)動能定理得:在終止位置,根據(jù)向心力的公式,得該結(jié)論具有普適性,題中的q可以大到900,a可以小到00例6:如圖,底端有擋板且足夠長的固定斜面傾角為q,一質(zhì)量為m的滑塊在斜面上從距擋板為l的位置以速度v0沿斜面向上滑行。滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為m,且m<tanq,滑塊每次與擋板P碰撞前后的速度大小保持不變:求滑塊從開始運動到最后停止滑行的總路程是多大?分析:物體在運動過程中受到四個力的作用,它們分別是重力、支持力,摩擦力和與擋板之間的作用力。由于m<tanq,所以物體最終要停止在擋板處,所以重力對物體所做的功為,支持力跟物體運動的速度方向垂直,對運動物體不做功,摩擦力始終跟物體運動的方向相反,所做的功等于摩擦力和物體運動的路程的乘積,擋板的彈力對物體做的總功等于零。由動能定理知:得:例7:質(zhì)量為M=500t的機(jī)車,以恒定的功率從靜止開始運動,經(jīng)t=5min,在平直軌道上行駛了s=2.25km,速度達(dá)到最大值vm=15m/s,試求:(1)機(jī)車的功率(2)機(jī)車運動過程中所受的平均阻力分析:

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