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动能定理知识点总结(3)

总结 时间:2021-08-31 手机版

  4、例题讲解或讨论

  主要针对本节重点难点——动能定理,适当举例,加深学生对该定理的理解,提高应用能力。

  例1、一物体做变速运动时,下列说法正确的是 [ ]

  A、合外力一定对物体做功,使物体动能改变

  B、物体所受合外力一定不为零

  C、合外力一定对物体做功,但物体动能可能不变

  D、物体加速度一定不为零

  此例主要考察学生对涉及力、速度、加速度、功和动能各物理量的牛顿定律和动能定理的理解。只要考虑到匀速圆周运动的例子,很容易得到正确答案B、D。

  例2、在水平放置的长直木板槽中,一木块以6.0m/s的初速度开始滑动。滑行4.0m后速度减为4.0m/s,若木板糟粗糙程度处处相同,此后木块还可以向前滑行多远?

  此例是为加深学生对负功使动能减少的印象,需正确表示动能定理中各物理量的正负。解题过程如下:

  设木板槽对木块摩擦力为f,木块质量为m,据题意使用动能定理有:

  二式联立可得:s2=3.2m,即木块还可滑行3.2m。

  此题也可用运动学公式和牛顿定律来求解,但过程较繁,建议布置学生课后作业,并比较两种方法的优劣,看出动能定理的优势。

  例3、如图3,在水平恒力F作用下,物体沿光滑曲面从高为h1的A处运动到高为h2的B处,若在A处的速度为vA,B处速度为vB,则AB的水平距离为多大?

  可先让学生用牛顿定律考虑,遇到困难后,再指导使用动能定理。

  A到B过程中,物体受水平恒力F,支持力N和重力mg的作用。三个力做功分别为Fs,0和-mg(h2-h1),所以动能定理写为:

  从此例可以看出,以我们现在的知识水平,牛顿定律无能为力的问题,动能定理可以很方便地解决,其关键就在于动能定理不计运动过程中瞬时细节。

  通过以上三例总结一下动能定理的应用步骤:

  (1)明确研究对象及所研究的物理过程。

  (2)对研究对象进行受力分析,并确定各力所做的功,求出这些力的功的代数和。

  (3)确定始、末态的动能。(未知量用符号表示),根据动能定理列出方程

  W总=Ek2—Ek1

  (4)求解方程、分析结果

  我们用上述步骤再分析一道例题。

  例4、如图4所示,用细绳连接的A、B两物体质量相等, A位于倾角为30°的斜面上,细绳跨过定滑轮后使A、B均保持静止,然后释放,设A与斜面间的滑动摩擦力为A受重力的0.3倍,不计滑轮质量和摩擦,求B下降1m时的速度多大。

  让学生自由选择研究对象,那么可能有的同学分别选择A、B为研究对象,而有了则将A、B看成一个整体来分析,分别请两位方法不同的学生在黑板上写出解题过程:

  三式联立解得:v=1.4m/s

  解法二:将A、B看成一整体。(因二者速度、加速度大小均一样),此时拉力T为内力,求外力做功时不计,则动能定理写为:

  f=0.3mg

  二式联立解得:v=1.4m/s

  可见,结论是一致的,而方法二中受力体的选择使解题过程简化,因而在使用动能定理时要适当选取研究对象。


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