2017-2018学年同步备课教科版版必修2 第四章 第24点 学会用牛顿运动定律和动能定理两种观点解题
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第24点 学会用牛顿运动定律和动能定理两种观点解题

动能定理是从功的定义式出发,结合牛顿第二定律和运动学公式推导出来的.所以,解决物体在恒力作用下的直线运动问题,可以用牛顿第二定律结合运动学公式求解,也可以用动能定理求解.

应用牛顿第二定律和运动学规律解题时,涉及的有关物理量比较多,对运动过程的细节也要仔细研究,而应用动能定理解题只需考虑外力做功和初、末两个状态的动能,并且可以把不同的运动过程合并为一个全过程来处理.一般情况下,由牛顿第二定律和运动学规律能够解决的问题,用动能定理也可以求解,并且更为简捷.

对点例题 如图1所示,一个物体从斜面上高h处由静止滑下并紧接着在水平面上滑行一段距离后停止.测得停止处相对开始运动处的水平距离为l,不考虑物体滑至斜面底端的碰撞作用,并认为斜面与水平面和物体的动摩擦因数相同,求动摩擦因数μ.

图1

解题指导 解法一 用动能定理求解

以物体为研究对象,它从静止开始运动,最后又静止在水平面上,整个过程中物体的动能没有变化,即

Ek2=Ek1=0

物体沿斜面下滑时,重力和摩擦力对物体做功,支持力不做功,设斜面倾角为α,斜面长为L,则重力和摩擦力的功分别为

WG=mgh

Wf1=-μmgLcos α

物体在水平面上滑行时,重力和支持力不做功,仅有摩擦力做功,设物体在水平面上滑行的距离为l2,则

Wf2=-μmgl2

根据动能定理得