7.应用动能定理解题的注意事项:

⑴要明确物体在全过程初、末两个状态时的动能;

⑵要正确分析全过程中各段受力情况和相应位移,并正确求出各力的功;

⑶动能定理表达式是标量式,不能在某方向用速度分量来列动能定理方程式:

⑷动能定理中的位移及速度,一般都是相对地球而言的.

[应用2]如图所示,一弹簧振子,物块的质量为m,它与水平桌面间的动摩擦因数为µ,起初用手按住物块,物块的速度为零,弹簧的伸长量为x然后放手,当弹簧的长度回到原长时,物块的速度为v.求此过程弹力所做的功。

导示:设弹力对物块所做的功为W弹,由动能定理得

运用动能定理求解变力做功更为简捷

类型一应用动能定理简解多过程问题

[例1]将小球以初速度v0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

导示: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:

,可得H=v02/2g

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:

解得

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。即哪个力在哪个过程中做功,做什么功。

类型二应用动能定理巧求变力的功

[例2]半径R=20 cm的竖直放置的圆轨道与水平直轨道相连接。如图所示,质量为m=50 g的小球A以一定的初速度由直轨道向左运动,并沿圆滑轨道的内壁冲上去,如果A经过N点时的速度vN=4 m/s,经过轨道最高点M时对轨道的压力为0.5N,取g=10 m/s2。求:小球A从N到M的过程中克服摩擦阻力做的功W。

导示:小球A从N到M的过程中,所受的摩擦力的大小和方向都发生变化,不能由公式W=F·scosa直接求解,可考虑利用动能定理求解。

在M点FN十mg=mvm2/R

故EkN=mvm2/2=(FN+mg)R/2=0.1J

设阻力做的功为W'

由动能定理得:W'- 2mgR= EkM - EkN

即W=-W' =0. 1 J

运用动能定理求变力的功是变力求功的最重要的方法,应用这一方法时,必须先弄清楚该变力做功过程中动能的变化及其它力在该过程中所做的功。

类型三利用运动定理解决多体问题

[例3]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,司机发觉时,机车已行驶L的距离,于是立即关闭油门,除去牵引力。设运动的阻力与质量成正比,机车的牵引力是恒定的。当列车的两部分都停止时,它们的距离是多少?

导示:此题用动能定理求解比用运动学、牛顿第二定律求解简便。

对车头,脱钩后的全过程用动能定理得:

 

对车尾,脱钩后用动能定理得:

 

,由于原来列车是匀速前进的,所以F=kMg

由以上方程解得

 0  437558  437566  437572  437576  437582  437584  437588  437594  437596  437602  437608  437612  437614  437618  437624  437626  437632  437636  437638  437642  437644  437648  437650  437652  437653  437654  437656  437657  437658  437660  437662  437666  437668  437672  437674  437678  437684  437686  437692  437696  437698  437702  437708  437714  437716  437722  437726  437728  437734  437738  437744  437752  447090 

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