内容正文:
高一物理备课组
专题强化 利用动能定理分析变力
做功和多过程问题
学习目标
1.进一步理解动能定理,领会应用动能定理解题的优越性.
2.会利用动能定理分析变力做功、曲线运动以及多过程问题.
课堂探究
01
1.动能定理不仅适用于求恒力做的功,也适用于求变力做的功,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.
利用动能定理求变力做功
一
例1 如图1所示,质量为m的小球由静止自由下落d后,沿竖直面内的固定轨道ABC运动,AB是半径为d的 光滑圆弧轨道,BC是直径为d的粗糙半圆弧轨道(B是轨道的最低点).小球恰能通过圆弧轨道的最高点C.重力加速度为g,求:
图1
(1)小球运动到B处时对轨道的压力大小(可认为此时小球处在轨道AB上);
答案 5mg
解析 小球由静止运动到B点的过程,
得:FN=5mg
根据牛顿第三定律:小球在B处对轨道的压力大小
FN′=FN=5mg;
(2)小球在BC运动过程中,摩擦力对小球做的功.
小球从B运动到C的过程:
针对训练1 如图2所示,有一半径为r=0.5 m的粗糙半圆轨道,A与圆心O等高,有一质量为m=0.2 kg的物块(可视为质点),从A点静止滑下,滑至最低点B时的速度为v=1 m/s,取g=10 m/s2,下列说法正确的是
A.物块过B点时,对轨道的压力大小是0.4 N
B.物块过B点时,对轨道的压力大小是2.0 N
C.A到B的过程中,克服摩擦力做的功为0.9 J
D.A到B的过程中,克服摩擦力做的功为0.1 J
图2
√
利用动能定理分析多过程问题
二
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.
注意:当物体运动过程中涉及多个力做功时,