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2017-2018学年同步备课一体资料之物理人教版必修2讲义:机械守恒定律第8节版含答案VIP免费

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第8节习题课动能定理的应用知识点一利用动能定理求变力做功[基础梳理]应用功的公式无法解决变力做功的问题,而应用动能定理就非常方便,应用动能定理求变力做的功的关键是对全过程运用动能定理列式,通过动能的变化求出合力做的功,进而间接求出变力做的功。[典例精析]【例1】如图1所示,木板长为l,木板的A端放一质量为m的小物体,物体与板间的动摩擦因数为μ。开始时木板水平,在绕O点缓慢转过一个小角度θ的过程中,若物体始终保持与板相对静止。对于这个过程中各力做功的情况,下列说法中正确的是()图1A.摩擦力对物体所做的功为mglsinθ(1-cosθ)B.弹力对物体所做的功为mglsinθcosθC.木板对物体所做的功为mglsinθD.合力对物体所做的功为mglcosθ解析重力是恒力,可直接用功的计算公式,则WG=-mgh;摩擦力虽是变力,但因摩擦力方向上物体没有发生位移,所以Wf=0;因木块缓慢运动,所以合力F合=0,则W合=0;因支持力FN为变力,不能直接用公式求它做的功,由动能定理W合=ΔEk知,WG+WN=0,所以WN=-WG=mgh=mglsinθ。答案C变力所做的功一般不能直接由公式W=Flcosα求解,而是常采用动能定理求解。解题时须分清过程的初、末状态动能的大小以及整个过程中力做的总功。[即学即练]1.质量为m的物体以初速度v0沿水平面向左开始运动,起始点A与一轻弹簧O端相距s,如图2所示。已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ,物体与弹簧相碰后,弹簧的最大压缩量为x,则从开始碰撞到弹簧被压缩至最短的过程中,物体克服弹簧弹力所做的功为()图2A.12mv20-μmg(s+x)B.12mv20-μmgxC.μmgsD.μmg(s+x)解析设物体克服弹簧弹力所做的功为W,则物体向左压缩弹簧过程中,弹簧弹力对物体做功为-W,摩擦力对物体做功为-μmg(s+x),根据动能定理有-W-μmg(s+x)=0-12mv20,所以W=12mv20-μmg(s+x)。答案A知识点二利用动能定理分析多过程问题[基础梳理]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。[典例精析]【例2】半径R=1m的图31/4圆弧轨道下端与一水平轨道连接,水平轨道离地面高度h=1m,如图3所示,有一质量m=1.0kg的小滑块自圆轨道最高点A由静止开始滑下,经过水平轨道末端B时速度为4m/s,滑块最终落在地面上,g取10m/s2,试求:(1)不计空气阻力,滑块落在地面上时速度大小;(2)滑块在轨道上滑行时克服摩擦力做的功。解析(1)从B点到地面这一过程,只有重力做功,根据动能定理有mgh=12mv2-12mv2B,代入数据解得v=6m/s。(2)设滑块在轨道上滑行时克服摩擦力做的功为Wf,对A到B这一过程运用动能定理有mgR-Wf=12mv2B-0,解得Wf=2J。答案(1)6m/s(2)2J[即学即练]2.如图4所示,MNP为竖直面内一固定轨道,其圆弧段MN与水平段NP相切于N,P端固定一竖直挡板。M相对于N的高度为h,NP长度为s。一物块从M端由静止开始沿轨道下滑,与挡板发生一次完全弹性碰撞(碰撞后物块速度大小不变,方向相反)后停止在水平轨道上某处。若在MN段的摩擦可忽略不计,物块与NP段轨道间的动摩擦因数为μ,求物块停止的地方距N点的距离的可能值。图4解析设物块的质量为m,在水平轨道上滑行的总路程为s′,则物块从开始下滑到停止在水平轨道上的过程中,由动能定理得mgh-μmgs′=0解得s′=hμ第一种可能:物块与挡板碰撞后,在N前停止,则物块停止的位置距N点的距离d=2s-s′=2s-hμ第二种可能:物块与挡板碰撞后,可再一次滑上光滑圆弧轨道,然后滑下,在水平轨道上停止,则物块停止的位置距N点的距离为:d=s′-2s=hμ-2s。所以物块停止的位置距N点的距离可能为2s-hμ或hμ-2s。答案物块停止的位置距N点的距离可能为2s-hμ或hμ-2s知识点三动能定理在平抛、圆周运动中的应用[基础梳理]动能定理既适用于直线运动...

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