高中物理 第7章 机械能守恒定律 习题课4 动能定理的综合应用学案 新人教版必修2-新人教版高中必修2物理学案

习题课 4 动能定理的综合应用[学习目标] 1.[物理观念]进一步理解动能定理，领会应用动能定理解题的优越性． 2.[科学思维]会利用动能定理分析变力做功、曲线运动以及多过程问题．利用动能定理求变力的功1．动能定理不仅适用于求恒力做功，也适用于求变力做功，同时因为不涉及变力作用的过程分析，应用非常方便．2．利用动能定理求变力的功是最常用的方法，当物体受到一个变力和几个恒力作用时 ，可以用动能定理间接求变力做的功，即 W 变＋W 其他＝ΔEk.【例 1】 如图所示，某人利用跨过定滑轮的轻绳拉质量为 10 kg 的物体．定滑轮的位置比 A 点高 3 m．若此人缓慢地将绳从 A 点拉到同一水平高度的 B 点，且 A、B 两点处绳与水平方向的夹角分别为 37°和 30°，则此人拉绳的力做了多少功？(g 取 10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，不计滑轮的摩擦)[解析] 取物体为研究对象，设绳的拉力对物体做的功为 W.根据题意有 h＝3 m物体升高的高度 Δh＝－①对全过程应用动能定理 W－mgΔh＝0②由①②两式联立并代入数据解得 W＝100 J则人拉绳的力所做的功 W 人＝W＝100 J．[答案] 100 J[跟进训练]1．一质量为 m 的小球，用长为 l 的轻绳悬挂于 O 点．小球在水平力 F 作用下，从平衡位置 P 点很缓慢地移动到 Q 点，如图所示，则力 F 所做的功为( )A．mglcos θB．Flsin θC．mgl(l－cos θ)D．Flcos θC [小球的运动过程是缓慢的，因而任一时刻都可看成是平衡状态，因此 F 的大小不断变大，F 做的功是变力功．小球上升过程只有重力 mg 和 F 这两个力做功，由动能定理得 WF－mgl(1－cos θ)＝0.所以 WF＝mgl(1－cos θ)．]利用动能定理分析多过程问题一个物体的运动如果包含多个运动阶段，可以选择分段或全程应用动能定理．1．分段应用动能定理时，将复杂的过程分割成一个个子过程，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，分析每个力做的功，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．【例 2】 如图所示，ABCD 为一竖直平面内的轨道，其中 BC 水平，A 点比 BC 高出 10 m，BC 长 1 m，AB 和 CD 轨道光滑．一质量...