动能机械能复习细料VIP专享VIP免费

第1页共27页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共27页动能机械能复习细料几个关于动能定理的综合问题动能定是高中物理的重要内容，它常与圆周运动、动量问题、抛体运动问题、绳连问题、面接触问题等知识结合成难度较大的综合问题。此类综合问题在平时的习题和历年的物理高考中不断出现，求解动能定理的综合问题时，一定要弄清是动能定理与什么知识相综合，然后再运用相应的物理规律。本文按参与综合的知识把动能定理的综合问题进行归类讨论。一、动能定理与圆周运动的知识相综合例1如图l所示，半径为r、质量不计的圆盘盘面与地面相垂直，圆心处有一个垂直于盘面的光滑水平固定轴O。在盘的最右边缘，固定一个质量为m的小球A；在O的正下方离O点r／2处，固定一个质量也为m的小球B。放开盘，让其自由转动。试计算：(1)A球转到最低点时的线速度是多少?（2)在转动过程中，半径OA向左偏竖直方向的最大角度是多少?解析(1)设A球转到最低点时线速度为v；而v=ωr，则B球的线速度为v／2。根据合外力所做的功等于系统增加的动能，则有：所以，球转到最低点的速度为：(2)如图2所示，当圆盘转速为零时，OA向左偏离竖直线的最大角度为θ，以A球从速度v减少至零这一过程为研究对象。根据动能定理有：第2页共27页第1页共27页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共27页二、动能定理与动量知识相综合（如果动量还没学过，暂时可先不看这题）例2一小圆盘静止在桌布上，位于一方桌的水平桌面的中央。桌布的一边与桌的AB边重合，如图3。已知盘与桌布间的动摩擦因数为μ1，盘与桌面间的动摩擦因数为μ2。现突然以恒定的加速度a将桌布抽离桌面，加速度的方向是水平的且垂直于AB边。若圆盘最后未从桌面掉下，则加速度a满足的条件是什么?(以g表示重力加速度)。解析设圆盘的质量为m，在桌布上运动的末速度为vl，运动时间为t,移动距离为xl，加速度为a1,桌长为l，桌布在t时间内移动的距离为x,盘在桌面上移动的距离为x2,在桌面上运动的时间为t′。由动量定理和动能定理，有：μ1mgt=mv1,μ1mgx1=mv12/2,μ2mgx2=mv12/2。在t时间内对布的运动有：x=at2／2，而x—x1=1／2。盘在桌面上不掉下的条件为：x1+x2≤l／2。由以上各式得：a≥(μ1+2μ2)μ1g/μ2。三、动能定理与绳连问题相综合例3在水平光滑细杆上穿着A、B两个刚性小球，两球间距离为L，和两根长度均为L的不可伸长的轻绳与C球连接(如图4所示)，开始时三个球静止，二绳拉直，然后同时释放三球。已知A、B、C三个球质量相等，试求A、B两球速度与C球到细杆的距离h之间的关系。第3页共27页第2页共27页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共27页解析此题的关键是要找到任一位置时，A、B球的速度和C球的速度之间的关系。在如图5所示的位置，B、C两球间的绳与竖直方向成θ角时，因B、C间的绳不能伸长且始终绷紧，故B、C两球的速度vB和vC在绳方向上的投影应相等，即vccosθ=vBsinθ(1)由动能定理可得：又因为：tan2θ=(L2一h2)／h2由(1)、(2)、(3)解得：四、动能定理与抛体运动的知识相综合例4如图6所示以速度v0=12m／s沿光滑地面滑行的木块，上升到顶部水平的跳板后由跳板飞出，当跳板高度h多大时，木块飞行的水平距离s最大?这个距离是多少?(g=10m／s2)。解析由动能定理有：-mgh=mv2/2-mv02/2，从而得木块从跳板飞出的速度为：木块脱离跳板后作平抛运动，飞行距离：第4页共27页第3页共27页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第4页共27页可见，当h=v02／4g=122／4×10=3.6m时，飞行距离最大，最大值为：sm=v02／2g=7.2m。五、动能定理与面接触问题相综合例5如图7所示，将楔形木块放在光滑水平面上靠墙边处并用手固定，然后在木块和墙面处放入一个小球，球的下缘离地面的高度为H，木块的倾角为θ，球和木块质量相等，一切接触面均光滑，放手让小球和木块同时由静止开始运动，求球着地时球和木块的速度大小。解析求解此题的关键是要找到球着地时球和木块的速度关系。因为球和木块总是相互接触的，所以小球的速度v1和木块的速度v2在垂直于接...