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课件网) 第四章 机械能及其守恒定律 类型一 应用动能定理求变力做功 微专题(八) 动能定理的综合应用 1. 变力做的功 在某些问题中,由于力F的大小、方向变化,不能用W=Fscos α求变力做的 功,此时可用动能定理W=ΔEk求功. 2. 用动能定理求解变力做功的方法 (1)分析物体的受力情况,确定做功过程中的哪些力是恒力,哪些力是变 力.如果是恒力,写出恒力做功的表达式;如果是变力,用相应功的符号表 示出变力做的功. (2)分析物体的运动过程,确定其初、末状态的动能. (3)运用动能定理列式求解. D A. FLcos θ B. FLsin θ C. FL(1-cos θ) D. mgL(1-cos θ) 解析:在小孩和秋千缓慢上升过程中,拉力F为变力,过程中拉力做正功, 重力做负功,缓慢运动可认为此过程中动能变化量为零,由WF-mgL(1- cos θ)=0得WF=mgL(1-cos θ),D正确. 方法点拨: 缓慢上升过程,小朋友和秋千受到重力、绳子的拉力T以及水平力F,处于平 衡状态,根据平衡条件可知拉力为变力,故只能用动能定理求解拉力的功. C. -mgh A 【典例1】 (2024广州高一检测)小孩静止坐在悬挂在竖直位置的秋千上, 大人用水平拉力F把坐在秋千上的小孩缓慢拉到秋千绳与竖直方向成角的位 置,模型简化如图所示.已知小孩和秋千的质量为m,悬点与秋千和小孩的重 心距离为L,重力加速度为g,忽略空气阻力的作用,则在此过程中,拉力F 做的功为 0 L 美 美 華 F m 跟踪练习] 1.如图所示,光滑斜面的顶端固定一弹簧,一质量为m的小球向右滑行,并 冲上固定在光滑水平地面上的斜面.设小球在斜面最低点A的速度为,压缩 弹簧至C点时弹簧最短,C点距地面高度为h,重力加速度为g,弹簧始终在弹 性限度内,则从A到C的过程中弹簧弹力做的功是() h00000000y C A(
课件网) 第四章 机械能及其守恒定律 类型四 动能定理在平抛、圆周运动中的应用 微专题(八) 动能定理的综合应用 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. 2. 与竖直平面内的圆周运动相结合时,应特别注意隐藏的临界条件: (1)可提供支撑效果的竖直平面内的圆周运动,物体能通过最高点的临界 条件为vmin=0. 【典例4】在冬天,高为h=0.8 m的平台上,覆盖了一层冰,一使用滑雪板 的滑雪爱好者,从距平台边缘s=16 m处以一定的初速度向平台边缘滑去,如 图所示,当他滑离平台即将着地的瞬间,其速度方向与水平地面的夹角为θ =53°,重力加速度g取10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6.求: (1)滑雪者滑离平台后在空中的运动时间t0; (1)0.4 s (2)滑雪者滑离平台时刻的速度大小v1; (2)3 m/s (3)滑雪者着地点到平台边缘的水平距离L; (3)1.2 m 解析:(3)滑雪者着地点到平台边缘的水平距离L=v1t0=3×0.4 m= 1.2 m. (4)若平台上的冰面与滑雪板间的动摩擦因数为μ=0.05,则滑雪者的初速 度大小v0. (4)5 m/s 方法点拨: (1)滑雪者从平台上滑出后做平抛运动,根据竖直方向上的运动规律求出 落地的时间; (2)将落地的速度分解,根据速度方向与水平地面的夹角为θ=53°求得滑 雪者滑离平台时刻的速度大小v1; (3)滑雪者水平方向做匀速直线运动,L=v1t; (4)求出抛出点的速度,对平台上的运动运用动能定理求出初速度. [跟踪练习 4. (2024·东莞高一检测)小明将如图所示的装置放在水平地面上,该装置 由弧形轨道、竖直圆轨道、水平直轨道AB和倾角θ=37°的斜轨道BC平滑连 接而成.质量m=0.1 kg的小滑块从弧形轨 ... ...