学沪科版必修2 3.3动能定理及其应用 课件（4）(12张）.ppt

动能定理应用专题 1 物体做曲线运动时 动能定理同样适用 例1 如图3 在水平恒力f作用下 物体沿光滑曲面从高为h1的a处运动到高为h2的b处 若在a处的速度为va b处速度为vb 则ab的水平距离为多大 解 对a到b过程由动能定理得 例2 将质量m 2kg的一块石头从离地面h 2m高处由静止开始释放 落入泥潭并陷入泥中h 5cm深处 不计空气阻力 求泥对石头的平均阻力 g取10m s2 2 解题时优先使用动能定理 使用动能定理时优先选用长过程 解法一 解法二 解法三 v2 2ah h 对石头在整个运动阶段应用动能定理 答案820n 2 解题时优先使用动能定理 使用动能定理时优先选用长过程 例3 如图所示 一质量为m的物体 沿半径为r的1 4圆弧形轨道自p点由静止起运动 在圆轨道上运动时受到一个方向总与运动方向相同的 大小恒为f的拉力作用 在轨道底端q处撤去f 物体与轨道间的动摩擦因数为 物体最后在水平轨道上滑行距离s后停在m点 根据下列要求列动能定理方程式 1 全过程中摩擦力做的功 2 在弧形轨道上摩擦力做的功 3 到q点时的速度 例4 电动机通过一条绳子吊起质量为8kg的物体 绳的拉力不能超过120n 电动机的功率不能超过1200w 要将此物体由静止起 用最快的方式将物体吊高90m 已知物体在被吊高90m以前已开始以最大速度匀速上升 所需时间为多少 g取10m s2 分析 起吊最快的方式是 开始时以最大拉力起吊 达到最大功率后维持最大功率起吊 在匀加速运动过程中 加速度为 5m s2 末速度 10m s 上升时间 2s 上升高度 10m 在功率恒定的过程中 最后匀速运动的速度为 15m s 由动能定理有 解得上升时间t2 5 75s 总时间为t t1 t2 7 75s 例5 总质量为m的列车 沿水平直线轨道匀速前进 其末节车厢质量为m 中途脱节 司机发觉时 机车已行驶l的距离 于是立即关闭油门 除去牵引力 如图所示 设运动的阻力与质量成正比 机车的牵引力是恒定的 当列车的两部分都停止时 它们的距离是多少 对车头 脱钩后的全过程用动能定理得 对车尾 脱钩后用动能定理得 由于原来列车是匀速前进的 所以f kmg 又 得 例6 如图一所示 甲 乙二人静止于光滑的冰面上 某时刻乙用力推甲 使乙以相对于甲以12m s的速度向后退 经过2 5秒乙通过c点 已知甲的质量为40kg 乙的质量为60kg bc两点相距12m 求乙推甲过程中乙所做的功 解 由于冰面光滑 乙推甲过程中合外力为零 满足动量守恒 设二人分开瞬时 甲的速度为 乙的速度为 乙推甲过程 乙分别对甲和自身做功 增加了甲和自身的动能 由动能定理可得 故 例7 在光滑水平面上有一静止的物体 现以水平恒力甲推这一物体 作用一段时间后 换成相反方向的水平恒力乙推这一物体 当恒力乙作用时间与恒力甲作用时间相同时 物体恰好回到原处 此时物体的动能为32j 则在整个过程中 恒力甲做的功和恒力乙做的功各等于多少 v1 经时间t后回到原处 前后两段时间内的位移大小相等方向相反所以 分析 因此f乙 3f甲 对全过程应用动能定理f甲 s f乙 s ek 代入f乙 3f甲 f甲 s 3f甲 s ek 所以恒力甲和乙做的功分别为 例9 面积很大的水池 水面上浮着一正方体木块 木块边长为a 密度为水的1 2 质量为m 求 1 现用力将木块缓慢地压向池底 从开始到木块恰好完全没入水中的过程中该力做的功 2 现用力迅速将木块压入水中 当木块恰好完全没入水中时 木块的速度为v 则该力做的功又为多少 解 1 由于木块缓慢下压 所以当木块下表面入水面下x深时 其压力为 f 水gax mg x从1 2a a 则压力所做的功为w mga 4 2 由动能定理 w mg a 2 w浮 1 2mv2 得 w 3 4mga w浮 3 4mga 浮力始终随深度x作线性变化 所以 f浮 水gax 2mg w浮 mg 2mg 1 2a 1 2 3 4mga 例10 图示装置中 质量为m的小球的直径与玻璃管内径接近 封闭玻璃管内装满了液体 液体的密度是小球的2倍 玻璃管两端在同一水平线上 顶端弯成一小段圆弧 玻璃管的高度为h 球与玻璃管的动摩擦因素为 tg370 小球由左管底端由静止释放