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三ZHI学校 高中物理专练:动能定理 编辑教师 王丹丹 - 5 -
动能和动能定理
一、知识聚焦
1、动能:物体由于运动而具有的能量叫动能. 表达式:Ek =
动能是标量,是状态量 单位:焦耳( J )
2、动能定理内容:合力对物体所做的功等于物体动能的变化。
3、动能定理表达式:
二、经典例题
例1、(课本例题)一架喷气式飞机,质量m=5×103 kg,起飞过程中从静止开始滑跑的路程为s=5.3×102m时,达到起飞速度v=60m/s,在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍(k=0.02),求飞机受到的牵引力.
分析: 研究对象:飞机
研究过程:从静止→起飞(V=60m/s)
适用公式:动能定理:
表达式:
EMBED Equation.3
得到牵引力:
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)
提示 石头的整个下落过程分为两段,如图5—45所示,第一段是空中的自由下落运动,只受重力作用;第二段是在泥潭中的运动,受重力和泥的阻力。两阶段的联系是,前一段的末速度等于后一段的初速度。考虑用牛顿第二定律与运动学公式求解,或者由动能定理求解。
解析 这里提供三种解法。
解法一(应用牛顿第二定律与运动学公式求解):
石头在空中做自由落体运动,落地速度
在泥潭中的运动阶段,设石头做减速运动的加速度的大小为a,则有
v2=2ah,
解得
由牛顿第二定律
,
所以泥对石头的平均阻力
N=820N。
例题3、如图所示,倾角θ=37°的斜面底端B平滑连接着半径r=0.40m的竖直光滑圆轨道。质量m=0.50kg的小物块,从距地面h=2.7m处沿斜面由静止开始下滑,小物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25,求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)
(1)物块滑到斜面底端B时的速度大小。
(2)物块运动到圆轨道的最高点A时,对圆轨道的压力大小。
三、基础演练
1.下列关于运动物体所受的合外力、合外力做功和动能变化的关系,正确的是( )
A.如