课件23张PPT。习题课三 动能定理的应用课堂探究达标测评课堂探究 核心导学·要点探究一、应用动能定理求变力的功 1.若所求的变力的功不一定为总功,故所求的变力的功不一定等于ΔEk. 2.合外力对物体所做的功对应物体动能的变化,而不是对应物体的动能. 3.若有多个力做功时,必须明确各力做功的正负,待求的变力的功若为负功,可以设克服该力做功为W,则表达式中应用-W;也可以设变力的功为W,则字母W本身含有负号.【典例1】如图(甲)所示,一质量为m=1 kg的物块静止在粗糙水平面上的A点,从t=0时刻开始,物块受到按如图(乙)所示规律变化的水平力F作用并向右运动,第3 s末物块运动到B点时速度刚好为0,第5 s末物块刚好回到A点,已知物块与粗糙水平面之间的动摩擦因数μ=0.2(g取 10 m/s2),求:(1)A与B间的距离; ?思路点拨? (1)在0～3 s内水平力F是变力,由动能定理可求变力的功.答案:(1)4 m (2)水平力F在5 s内对物块所做的功.?思路点拨?(2)在3～5 s内水平力F是恒力,由牛顿第二定律和运动学公式可求得A与B间的距离答案:(2)24 J 解析:(2)物块在前3 s内动能改变量为零,由动能定理得 W1-Wf=0, 即W1-μmg·xAB=0,得出前3 s内水平力F做的功为 W1=8 J 根据功的定义式W=Fx得,水平力F在第3～5 s时间内所做的功为 W2=F·xAB=16 J 则水平力F在5 s内对物块所做的功为 W=W1+W2=24 J.规律方法 变力做功无法应用公式W=Fxcos α直接计算,可应用动能定理间接求解.(教师备用) 例1-1:(多选)如图所示,木板长为l,木板的B端静放有质量为m的小物体P,物体与木板间的动摩擦因数为μ,开始时木板水平,若缓慢转过一个小角度α的过程中,物体保持与木板相对静止,则这个过程中( ) A.摩擦力对P做功为μmgcos α·l(1-cos α) B.摩擦力对P做功为mgsin α·l(1-cos α) C.支持力对P做功为mglsin α D.木板对P做功为mglsin α 解析:对物体运用动能定理,W合=WG+WFN+W摩=ΔEk=0,所以WFN+W摩=-WG=mglsin α,因摩擦力的方向(平行于木板)和物体速度方向(垂直于木板)始终垂直,对物体不做功,故木板对物体做的功就等于支持力对物体做的功,即WFN=mglsin α,故C,D正确.CD例1-2:如图所示,由细管道组成的竖直轨道,其圆形部分半径分别是R和 ,质量为m的直径略小于管径的小球通过这段轨道时,在A点时刚好对管壁无压力,在B点时对管外侧壁压力为 (A,B均为圆形轨道的最高点).求小球由A点运动到B点的过程中摩擦力对小球做的功.答案:- mgR 二、应用动能定理解决往复运动问题 1.优先考虑应用动能定理的典型情况 (1)涉及位移而不涉及加速度、时间的问题. (2)有多个物理过程且不需要研究整个过程中的中间状态的问题. (3)变力做功的问题. (4)含有F,s,m,v,W,Ek等物理量的力学问题. 2.解题步骤 (1)选取研究对象,明确它的运动过程. (2)分析研究对象的受力情况和各力的做功情况: (3)明确物体在过程的始末状态的动能Ek1和Ek2. (4)列出动能定理的方程W合=Ek2-Ek1及其他必要的解题方程,进行求解.【典例2】 如图所示,竖直平面内的轨道ABCD由水平轨道AB与光滑的四分之一圆弧轨道CD组成,AB恰与圆弧CD在C点相切,轨道固定在水平面上.一个质量为m的小物块(可视为质点)从轨道的A端以初动能E冲上水平轨道AB,沿着轨道运动,由DC弧滑下后停在水平轨道AB的中点.已知水平轨道AB长为L,求(注意:图中v0是未知的):(1)小物块与水平轨道间的动摩擦因数μ;?思路点拨? (1)小物块从轨道A端冲上水平轨道,最后停在水平轨道AB的中点的整个过程中,重力不做功,摩擦力做负功.(2)若圆弧轨道的半径R= ,增大小物块的初动能,使得小物块冲出D点后可以再上升的高度是0.5R,试求: ①小物块的初动能E′; ②若小物块最后停在水平轨道上,小物块将停在何处?(用离B点的距离表示) ?思路点拨?(2)小物块从A端运动到D点正上方0.5R的整个过程中,重力做功与高度差 ... ...
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