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动能定律的应用(20个精典例题).ppt

2023-10-17 13:55:12信息公告37

1、动能合外力所做的功等于物体动能的变化。2、动能定律:物体的动能等于物体质量与物体速率大小的二次方乘积的一半。对动能表达式的理解:1、国际单位:焦耳1kgm=1Nm=1J3、动能具有瞬时性,是状态量,v是瞬时速率(注意:v为合速率或实际速率,通常都以地面为参考系)。2、动能是标量,且没有负值,动能与物体的质量和速率大小有关,与速率方向无关。1、动能定律的普适性::对任何过程的恒力、变力;匀变速、非匀变速;直线运动、曲线运动;运动全程、运动过程某一阶段或顿时过程都能运用;((只要不涉及加速度和时间,就可考虑用动能定律解决动力学问题)2、动能定律的研究对象通常是一个物体,也可以是几个物体组成的系统;4、对状态与过程关系的理解:a.功是过程量,动能是状态量。b.动能定律表示了过程量等于状态量的改变量的关系。(涉及一个过程两个状态)c.动能定律反应做功的过程是能量转化的过程。方程的右边为合外力所做的功(或各个分力做功的代数和),方程左边动能的变化,指末动能K2=1/2mvK1=1/2mv,动能减低。3、动能定律的估算式是标量式,遵守代数运算,v为相对地面的速率;我们对动能定律的理解例1、一质为2kg的物体做自由落体运动,经过A点时的速率为10m/s,抵达B点时的速率是20m/s动能定理,求:从A到B的过程中重力做功与动能的变化关系怎么?在A点时的动能为:100J在B点时的动能为:400J(2)从A到B动能的变化量为:300J(4)相等。Yg0物理好资源网(原物理ok网)

即某同事从高为h处以速率v水平投出一个质量为m的标枪,求标枪落地时速率大小。解:标枪在空中运动时只有重力做功,动能降低。设标枪的末速率为v,按照动能定律有(一般是单个物体)(一般是单个物体)受力剖析,受力剖析,求各力的功及其正负动能定理,写出总功。求各力的功及其正负,写出总功。确定初、末状态确定初、末状态,,写出初、末态的动能。温情提示:请摘录笔记!例6、质量为m=3kg的物体与水平地面之间的动磨擦质数μ=0.2,在水平恒力F=9N作用下起动,如图所示。当m位移s=8m时撤掉推力F,试问:能够滑多远?(g取10m/s剖析:物体m所受重力G、支持力N、推力F、滑动磨擦力f均为恒力,因而物体做匀加速直线运动;撤掉F后,物体做匀减速直线运动.因而,可用牛顿定理和匀变速直线运动规律求解.物体在动力F和阻力f作用下运动时,G和N不做功,F做正功,f做负功,因而,也可以用动能定理求解.解法一:用牛顿定理和匀变速运动规律,对撤掉F推力前、后物体运动的加速度分别为而挪开,后,滑行撤掉,则有解法二:Fs答:撤掉动力F后,物体m能够滑4m远例7、质量m=2kg的物块坐落高h=0.7m的水平桌面上,物块与桌面之间的动磨擦质数μ=0.2,现用F=20N的水平推力使物块从静止开始滑动L(1)物块离开桌面时的速率(2)物块落地时的速率(g=10m/s)例8、一个质量为M的物体,从夹角为θ,高为H的粗糙斜面下端A点,由静止开始下降,到B点时的速率为V,之后又在水平面上滑行距离S后停止在C点.物体从A点开始下降到B点的过程中克服磨擦力所做的功为多少?例9、如图所示,质量为m=2kg的小球,从直径R=0.5m的半方形槽的边沿A点沿内表面开始下降,抵达最高点B的速率v=2m/s。Yg0物理好资源网(原物理ok网)

动能定理公式总结_动能定理_动能定理是初减末还是末减初Yg0物理好资源网(原物理ok网)

求在弧AB段阻力对物体所做的功W思路点拨:物体在弧AB段运动过程中受重力、弹力和阻力作用,其中弹力和阻力是变力,但在此过程中弹力对小球不做功;重力是恒力,做正功,阻力做负功。在这一过程中,可用动能定律。解析:重力的功由动能定律有:估算得:总结升华:动能定律既适用于直线运动,也适用于曲线运动,既适用于恒力做功,也适用于变力做功。力做功时可以是连续的,也可以是不连续的,可以是在一条直线上的,也可以是不在一条直线上的。例例1010、在、在hh高处,以初速率高处,以初速率vv00水平方向抛出一小球,不计空水平方向抛出一小球,不计空气阻力,小球着地时速率大小气阻力,小球着地时速率大小mvmv化学过程中不涉及到加速度和时间,而只与物体的初末状态有关的热学问题,优先应用动能定律。例11、如图如图44所示,所示,ABAB为为1/41/4弧形轨道,直径为弧形轨道,直径为RR=0.8m=0.8m,,BCBC是水平轨道,长是水平轨道,长ll=3m=3m,,BCBC处的磨擦处的磨擦系数为系数为μμ=1/15=1/15,今有质量,今有质量mm=1kg=1kg的物体,自的物体,自AA点点从静止起下降到从静止起下降到CC点恰好停止。Yg0物理好资源网(原物理ok网)

求物体在轨道点恰好停止。求物体在轨道ABAB段所受的阻力对物体做的功。段所受的阻力对物体做的功。例12、::运动员使劲将一质量为运动员使劲将一质量为mm的标枪从离地的标枪从离地为为hh高处以初速率高处以初速率vv00水平推出,当它落到地面车速水平推出,当它落到地面车速v,则在此过程中标枪克服空气阻力所做的功,则在此过程中标枪克服空气阻力所做的功等于:等于:AA、、--/2--、、/2--/2--、、mgh+mvmgh+/2--、、mgh+mvmgh+mv22/2--例例1313、一质量为、一质量为mm的小球,用长为的小球,用长为LL的轻绳悬O点。小球在水平拉力点。小球在水平拉力FF作用下,从平衡作用下,从平衡位置位置P点很平缓平缓地联通到地联通到QQ点,细线偏离竖直点,细线偏离竖直方向的角度为方向的角度为θθ,如图所示。则拉力,如图所示。则拉力FF做的功mgL(1--cosθ)cosθ)剖析:小球的下落过程依据受力情况可分为两段:例14、一球从高出地面H处由静止自由落下,不考虑空气阻力,落到地面后并深入地面h深处停止,若球的质量为m,求:球在落入地面以下的过程中遭到的平均阻力。Yg0物理好资源网(原物理ok网)

因而可以分两段求解,也可以按全过程求解接触地面前做自由落体运动,只受重力G作用;接触地面后做减速运动,受重力G和阻力f作用。接触地面前(2)全过程:解:以球为研究对象,在下落的过程中受力如图,按照动能定律有(1)分段求解设小球在接触地面时的速率为v,则接触地面后例15、如图所示,斜面夹角为θ,滑块质量为m,滑块与斜面间的动磨擦质数μ,从距挡板为s的速率沿斜面向下滑行。设重力沿斜面的分力小于滑动磨擦力,且每次与挡板碰撞前后的速率大小保持不变,斜面足够长。求滑块从开始运动到最后停止滑行的总路程s。思路点拨:由于重力沿斜面的分力小于滑动磨擦力,物体虽经多次往复运动,最终将停止在挡板处。过程中只有重力与磨擦力对物体做功。解:磨擦力仍然做负功,其绝对值等于磨擦力与路程的乘积,由动能定律得例16、如图所示质量为m的物体放在光滑水平面,一根绳子越过定滑轮一端固定在物体上,另一端在力F作用下,以恒定速度v竖直向上运动,物体由静止开始运动到绳与水平方向倾角α=45的过程中,绳中张力对物体做的功为解析:当绳与水平方向倾角α=45时,物体的速率为选物体为研究对象,研究物体由静止开始到绳与水平方向倾角为α的过程,按照动能定律可知,绳中张力对物体做的功等于物体动能的降低。Yg0物理好资源网(原物理ok网)

即例17、如图所示,一水平圆盘绕开圆心的竖直轴转动,圆盘边沿有一质量m=1.0kg的小滑块。当圆盘转动的角速率达到某一数值时,滑块从圆盘边沿滚落,经光滑的过渡圆管步入轨道ABC。已知AB段斜面倾角为53,BC段斜面夹角为37,滑块与圆盘及斜面间的动磨擦质数=0.5,A点离B点所在水平面的高度h=1.2m。滑块在运动过程中一直未脱离轨道,不计在过渡圆管处和B点的能量损失,最大静磨擦力近似等于滑动磨擦力,取g=10,sin37=0.6,cos37=0.8(1)若圆盘直径R=0.2m,当圆盘的角速率多大时,滑块从圆盘上滑(2)求滑块抵达B点时的速率。(3)从滑块抵达B点时起,经0.6恰好通过C点,求BC之间的距离。解:(1)滑块在圆盘上做圆周运动时,静磨擦力充当向心力。依据牛顿第二定理,可得:代入数据解得:(2)滑块在A点时的速率:v从A到B的运动过程由动能定律得:mgh-μ/sin53=可得滑块在B点时的速率:=g(sin37+μcos37)=10=g(sin37-μcos37)=2BC间的距离:例18、如图所示,一直径为R的半方形轨道BC与一水平面相连,C为轨道的最低点,一质量为m的小球以初速率v从方形轨道B点步入,顺着方形轨道运动并正好通过最低点C,之后做平抛运动.求:(1)小球平抛后落回水平面D点的位置距B点的距离;Yg0物理好资源网(原物理ok网)