动能定理的应用

来源 :中华少年·研究青少年教育 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hanyancuiceo
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  动能定理是由牛顿定律推导出来的,在处理动力学问题时,动能定理比牛顿定律的应用更加广泛,在不涉及加速度和时间的情况下,研究运动和力的关系时,用动能定理求解物理问题一般较为方便,下面通过几例来谈谈动能定理的优越性。
  一、用动能定理求合力或分力做的功
  若给出物体的质量和初速度,动能变化量能够确定,一般利用动能定理求合力或分力做的功,有时比利用牛顿第二和运动学公式简单的多。
  例1.某人将1kg的物体由静止向上提起1m,这时物体的速度为2m/s,(g取10 ),则下列说法正确的是
  A手对物体做功12J B 合外力做功为2J
  C合外力做功为12J D物体克服重力做功为10J
  解析:依题意手对物体做正功,重力对物体做负功,由动能定理得W合=2J,B对C错。由于W合=W手 —mgh,所以W手=12J,A对。物体克服重力做的功为mgh=10J,D对。故正确选项为A,B,D。
  二、用动能定理求动能的变化量
  若相互作用的物体受的力为恒力,且已知位移关系,要确定动能的变化问题,有时利用动能定理转化为求合力做的功比较简单。
  例2.一木块静止于光滑水平面上,现有一个水平飞来的子弹射入此木块并深入2cm,而相对于木块静止,同时间内木块被带动了1cm,则子弹损失的动能、木块获得的动能以及子弹和木块共同损失的动能三者之比为:
  解析:设子弹深入木块深度为d,木块移动s,则子弹对地位移为d+s,设子弹与木块相互作用力为f,由动能定理,子弹损失的动能等于子弹克服木块阻力所做的功,即:ΔE1=f(d+s),木塊所获得的动能等于子弹对木块作用力所做的功,即ΔE2=fs,子弹和木块共同损失的动能为ΔE3=ΔE1—ΔE2=fd,即三者之比为(d+s):s:d=3:1:2,故正确选项为A
  三、用动能定理求变力做功
  若求某一变力做功,不能直接用W=Fscosθ,若动能的变化能够确定,则可利用动能定理处理。
  例3、如图1所示,AB为 圆弧轨道,半径为R=0.8m,BC是水平轨道,长S=3m,BC处的摩擦系数为μ= ,今有质量m=1kg的物体,自A点从静止起下滑到C点刚好停止。求物体在轨道AB段所受的阻力的功。
  解析:物体在从A滑到C的过程中,有重力、AB段的阻力、BC段的摩擦力共三个力做功, WG=mgR
  由于物体在AB段受的阻力是变力,做的功不能直接求。根据动能定理可知:
  四、应用动能定理简解多过程问题
  物体在某个运动过程中包含有几个运动性质不同的小过程(如加速,减速的过程),此时可以分段考虑,也可以对全过程考虑,但如能对整个过程利用动能定理列式则使问题简化。
  例4、如图2所示,物块 从高为 的斜面上滑下,又在同样材料的水平面上滑行 后静止,已知斜面倾角为 ,物块由斜面到水平面时圆滑过渡。
  求:物块与接触面间的动摩擦因数?
  解析:物体在斜面上下滑时摩擦力做负功,重力做正功,动能增加,在水平面上滑行时只有
  摩擦力做负功,最后减速到零,全
  过程动能变化量为零,可在全过程
  中应用动能定理求解。
  全过程中应用动能定理:
  其中a为物体初末两位置连线与水平面夹角。
  五、既能用于直线运动,又能用于曲线运动。
  例5.如图3所示,匀强电场场强E=4V/m,方向水平向左,匀强磁场的磁感应强度B=2T,方向垂直纸面向里,质量m=1kg的带正电小物体A,从M点沿绝缘粗糙的竖直墙壁无初速下滑,它滑行h=0.8m到N点时脱离墙壁做曲线运动,在通过P点瞬时A受力平衡,此时其速度与水平方向成45°角,设P点与M点的高度差为H=1.6m。g取10m/s210。试求:
  (1)A沿墙壁下滑时,克服摩擦力做的功 是多少?
  (2)P点与M点的水平距离S是多少?
  解析:(1)物体从M到N过程中受力如图4所示,
  (2).对小球在P点进行受力分析如图5所示,小球通过 点时A受力平衡,则重力mg和电场力FE的合力与洛伦兹力FB的大小相等方向相反则:
其他文献
摘要:高中语文选修课程的开设带来了教育理念、教学内容和教学方法的变革,也带来了课程目标、课程服务主体和课程评价公正性的困惑,引发了人们对学生个性发展、教师专业发展以及人文教育的反思。  关键词:高中语文选修课程 困惑 课程 矛盾 坚守  高中新一轮课程改革于2004年秋季在广东、海南、山东、宁夏启动,现已扩展至江苏并将继续扩大实验范围。语文教育工作者在实践中更新教育观念,重构课程文化;变革教材内容
《普通高中思想政治课程标准(实验)》指出:“课程资源是课程设计、编制、实施和评价等整个课程发展过程中可资利用的一切人力、物力以及自然资源的总和。”“课程资源不会自动进入教学领域,需要能动地去寻找、认识、选择和运用。课程资源的开发和利用,不仅是特定部门和人员的专业行为,更是教师主导的活动。”因此,如何更好地开发和利用课程资源特别是校本课程资源既体现一个老师驾驭新课程的能力,也关系到新课程能否有效地实
新课程的核心理念是促使学生的全面发展,它为每一个学生,不同层次的学生提供了参与学习,体验成功的机会。社会与经济的发展,家庭的教育观念的变化及学生的发展差异要求必须改变传统的教学模式。由于学生正處于成长阶段,人生观、价值观、世界观的不成熟,受到这些因素的影响,有的学生甚至不能正常的完成学业,数学课上相当一部分学生基本的运算不会,“优等生”与“后进生”的差距较大,这在农村学校尤为突出。这些因素给教育带
摘要:高中语文在文化教育阶段中发挥着重要的作用,高中阶段的语文是继小学和初中的又一个深入探究过程,对子提高学生正确理解运用语言文字的水平,使他们具有适应实际需要的现代文阅读能力、写作能力和口语交际能力,具有初步的文学鉴赏能力和阅读文言文的能力;高中语文学习能够使学生掌握语文学习的基本方法,养成自学语文的习惯,培养发现、探究、解决问题的能力。但是在新课程背景下高中语文课堂该怎样教学才能够是学生对语文
摘要:教师的教学思路体现在教师在钻研教材、大纲的基础上写出教案,在课堂教学及课后辅导中如何去实施自己的教学。而学生的学习思路则是指思考问题的方式和过程。教学的目的是要把课本知识通过教师的教学思路转化为学生的学习思路,培养学生科学的思维,引导学生掌握课本知识。  随着新课程改革的不断深入,新的教学模式也层出不穷。我校在实施新课程改革过程中,提出了构建新的教学模式,提高课堂效率,减轻学生负担的目标。通
许多高三学生进行历史的专题复习和一些教师指导学生进行历史专题复习时,往往只是把教材中涉及到的该专题的知识点收集归纳罗列在一起就算完成任务了。缺乏进一步系统深入地分析。文综合高考大纲要求考生学会“把握事物的本质和规律”,高中历史课程标准规定:“通过高中历史课程的学习,能使学生了解人类社会发展的基本脉络,总结历史经验教训”。结合我自己的多年指导毕业班的复习教学经验,我认为绝大多数的历史专题复习,都可在