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高二动能机械能功能系关综合.doc


文档分类:中学教育 | 页数:约16页 举报非法文档有奖
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1 (1 )确定研究对象和研究过程。和动量定理不同,动能定理的研究对象只能是单个物体,如果是系统,那么系统内的物体间不能有相对运动。(原因是:系统内所有内力的总冲量一定是零,而系统内所有内力做的总功不一定是零)。(2) 对研究对象进行受力分析。( 研究对象以外的物体施于研究对象的力都要分析, 含重力)。(3) 写出该过程中合外力做的功, 或分别写出各个力做的功( 注意功的正负)。如果研究过程中物体受力情况有变化,要分别写出该力在各个阶段做的功。(4 )写出物体的初、末动能。(5 )按照动能定理列式求解。【例3】将小球以初速度 v 0 竖直上抛,在不计空气阻力的理想状况下,小球将上升到某一最大高度。由于有空气阻力,小球实际上升的最大高度只有该理想高度的 80% 。设空气阻力大小恒定,求小球落回抛出点时的速度大小 v。解: 有空气阻力和无空气阻力两种情况下分别在上升过程对小球用动能定理: 202 1 mv mgH ?和?? 202 mv Hf mg ??,可得 H=v 0 2 /2g, mg f4 1?再以小球为对象,在有空气阻力的情况下对上升和下落的全过程用动能定理。全过程重力做的功为零, 所以有:2202 12 mv mv Hf????, 解得 05 3vv?点评: 从本题可以看出: 根据题意灵活地选取研究过程可以使问题变得简单。有时取全过程简单;有时则取某一阶段简单。原则是尽量使做功的力减少,各个力的功计算方便;或使初、末动能等于零。 1 .应用动能定理巧求变力的功如果我们所研究的问题中有多个力做功,其中只有一个力是变力,其余的都是恒力,而且这些恒力所做的功比较容易计算, 研究对象本身的动能增量也比较容易计算时, 用动能定理就可以求出这个变力所做的功。【例 7】一辆车通过一根跨过定滑轮的绳 PQ 提升井中质量为 m 的物体, 端拴在车后的挂钩上, Q ,绳的质量、定滑轮的质量和尺寸、,车在 A 点,左右两侧绳都已绷紧并且是竖直的,左侧绳长为 H .提升时,车加速向左运动,沿水平方向从 A 经过 B 驶向 C .设 A到B vv /fG G f 2 的距离也为 H, 车过 B 点时的速度为 v B. 求在车由 A 移到 B 的过程中,绳Q 端的拉力对物体做的功. 解析: 设绳的 P 端到达 B 处时, 左边绳与水平地面所成夹角为θ, 物体从井底上升的高度为 h ,速度为 v ,所求的功为 W ,则据动能定理可得: 22 1 mv mgh W??因绳总长不变,所以: H Hh??? sin 根据绳联物体的速度关系得: v=v B cos θ由几何关系得: 4 ???由以上四式求得: H mg mv W B)12(4 1 2??? 2 .应用动能定理简解多过程问题。物体在某个运动过程中包含有几个运动性质不同的小过程(如加速、减速的过程), 此时可以分段考虑, 也可以对全过程考虑, 但如能对整个过程利用动能定理列式则使问题简化。【例 8】如图所示,斜面足够长,其倾角为α,质量为 m 的滑块,距挡板 P为s 0 ,以初速度 v 0 沿斜面上滑, 滑块与斜面间的动摩擦因数为μ, 滑块所受摩擦力小于滑块沿斜面方向的重力分力, 若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失, 求滑块在斜面上经过的总路程为多少? 解析: 滑块在滑动过程中, 要克服摩擦力做功, 其机械能不断减少; 又因为滑块所受摩 3 擦力小于滑块沿斜面方向的重力分力,所以最终会停在斜面底端。在整个过程中, 受重力、摩擦力和斜面支持力作用, 其中支持力不做功。设其经过和总路程为 L ,对全过程,由动能定理得: 20 02 10 cos sin mv mgL mgS ??????得??? cos sin 202 10 mg mv mgS L ?? 3 .利用动能定理巧求动摩擦因数【例9】如图所示, 小滑块从斜面顶点 A 由静止滑至水平部分 C 点而停止。已知斜面高为 h ,滑块运动的整个水平距离为 s ,设转角 B 处无动能损失,斜面和水平部分与小滑块的动摩擦因数相同,求此动摩擦因数。解析: 滑块从 A 点滑到 C 点,只有重力和摩擦力做功,设滑块质量为 m ,动摩擦因数为?,斜面倾角为?,斜面底边长 s 1 ,水平部分长 s 2 ,由动能定理得: 0 cos cos 2 1???? mgs s mg mgh ????sss?? 21 由以上两式得 s h??从计算结果可以看出,只要测出斜面高和水平部分长度,即可计算出动摩擦因数。 4 .利用动能定理巧求机车脱钩问题【例 10】总质量为 M 的列车, 沿水平直线轨道匀速前进, 其末节车厢质量为 m, 中途脱节,司

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  • 时间2017-02-25