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8.3-2动能定理的应用
知识点复习
1、动能:由于物体运动而具有的能量
表达式:Ek=
特征:标量、状态量
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过程量
状态量
常见力做功的几种情况
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合力做功W=WG+WFN+Wf+…
应用动能定理解题的步骤
(1)选择研究对象,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)明确研究对象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= EK1—EK2
受哪些力
各力是否做功
做正功还是负功
各力做功代数和
做多少功
一、多过程问题
对于包含多个运动阶段的复杂运动过程,可以选择分段或全程应用动能定理
运动分析(1)分段应用动能定理时,将复杂的过程分割成--个个子过程,对每个子过程的做功情况和初、末动能进行分析,然后针对每个子过程应用动能定理列式,然后联立求解。
(2)全程应用动能定理时,分析整个过程中出现过的各力的做功情况,分析每个力的做功,确定整个过程中合外力做的总功,然后确定整个过程的初、末动能,针对整个过程利用动能定理列式求解。当题目不涉及中间量时,选择全程应用动能定理更简单、更方便。
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练习:如图所示,质量为m的小球从离地H高处由静止释放,小球在运动过程中所受空气阻力是它重力的k倍(k<1),小球每次与地面相撞后,都以与碰撞前大小相同的速度反弹。求:小球下落直至弹跳停止过程中运动的总路程s.
h
在整个过程用动能定理mgh-fs=0
S=h/R
二、变力做功问题
在许多物理问题中,做功的力是变力,不能根据功的公式直接计算做的功。可以通过动能定理间接求出。运动分析
动能定理建立的是外力的总功和物体动能变化之间的一个双向联系,既可以由总功求物体动能的变化,也可以通过物体动能的变化间接求出外力做的功。动能定理是计算变力做功常见的、有效的方法。
例3.运动员踢球的平均作用力为200N,把一个静止的质量为1kg的球以10m/ s的速度踢出,在水平面上运动60m后停下,
(1)求运动员对球做的功?
(2)若果运动员踢球时球以10m/s迎面飞来,踢出速度仍为10m/s,则运动员对球做功多少.
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B
综合题(与平抛、圆周结合)
水平桌面上固定一光滑的半圆形挡板BDC,其半径R=0.6m.质量m=0.2 kg的小物块受水平拉力F作用从A点由静止开始向B点做直线运动,当进人半圆形挡板BDC瞬间,撤去拉力F,小物块沿挡板继续运动,并从C点离开,如图所示(此图为俯视图)。已知BC右侧桌面光滑,左侧桌面与小物块间的动摩擦因数为μ=0.2,A、B间距离L=1.5m,水平拉力恒为F=1.0N,取g=10m/s2。求:
(1)小物块运动到B点时的速度大小。
(2)小物块运动到D点时对挡板的压力大小。
(3)小物块离开C点后2s内物体克服摩擦力做的功。
(1)3m/s
(2)3N
(3)0.9J
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