内容正文:
第二课 动能定理的应用
【知识链接】
一、利用动能定理求变力的功
【例1】(★★)如图所示,斜槽轨道下端与一个半径为0.4 m的圆形轨道相连接.一个质量为0.1 kg的物体从高为H=2 m的A点由静止开始滑下,运动到圆形轨道的最高点C处时,对轨道的压力等于物体的重力.求物体从A运动到C的过程中克服摩擦力所做的功。(g取10 m/s2)
【针对训练1】(★★)如图所示,物体沿一曲面从A点无初速度下滑,当滑至曲面的最低点B时,下滑的竖直高度h=5 m,此时物体的速度v=6 m/s.若物体的质量m=1 kg,g=10 m/s2,求物体在下滑过程中克服阻力所做的功.
【针对训练2】(★★)如图所示,一质量为m的滑块从固定在水平面的半圆弧轨道左侧正上方高h=R处自由下落:(1)已知轨道各处摩擦阻力均相同,若滑块恰能到达轨道右侧最高点,则滑块在最低点对轨道的压力为多少?
(2)已知轨道各处动摩擦因素均相同,滑块到达最低点时的速度为,试问滑块能否到达右侧最高点?
二、利用动能定理分析多过程问题
【例2】(★★)如图所示,ABCD为一位于竖直平面内的轨道,其中BC水平,A点比BC高出10 m,BC长1 m,AB和CD轨道光滑且与BC平滑连接.一质量为1 kg的物体,从A点以4 m/s的速度开始运动,经过BC后滑到高出C点10.3 m的D点速度为零.(g取10 m/s2)求:
(1)物体与BC轨道间的动摩擦因数;
(2)物体第5次经过B点时的速度;
(3)物体最后停止的位置(距B点多少米).
【针对训练1】(★★)某同学从h=5 m高处,以初速度v0=8 m/s抛出一个质量为m=0.5 kg的橡皮球,测得橡皮球落地前瞬间速度为12 m/s,求该同学抛球时所做的功和橡皮球在空中运动时克服空气阻力做的功。(g取10 m/s2)
【针对训练2】(★★)如图所示,质量m=1 kg 的木块静止在高h=1.2 m的平台上,木块与平台间的动摩擦因数μ=0.2,用水平推力F=20 N,使木块产生位移x1=3 m时撤去,木块又滑行x2=1 m后飞出平台,求木块落地时速度的大小.
三、动能定理在平抛运动、圆周运动中的应用
【例3】(★★)如图所示,质量m=0.1 kg的金属小球从距水平面h=2.0 m的光滑斜面上由静止开始释放,运动到A点时无能量损耗,水平面AB是长2.0 m的粗糙平面,与半径为R=0.