2017-2018学年同步备课粤教版必修2 第四章 机械能和能源 习题课1 动能定理的应用
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针对训练 如图2所示,某人利用跨过定滑轮的轻绳拉质量为10 kg的物体.定滑轮的位置比A点高3 m.若此人缓慢地将绳从A点拉到B点,且A、B两点处绳与水平方向的夹角分别为37°和30°,则此人拉绳的力做了多少功?(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,不计滑轮的摩擦)

图2

答案 100 J

解析 取物体为研究对象,设绳的拉力对物体做的功为W.根据题意有h=3 m.

物体升高的高度Δh=-. ①

对全过程应用动能定理W-mgΔh=0. ②

由①②两式联立并代入数据解得W=100 J.

则人拉绳的力所做的功W人=W=100 J.

二、利用动能定理分析多过程问题

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,各力对应的位移可能不相同,计算各力做功时,应注意各力对应的位移.计算总功时,应计算整个过程中出现过的各力做功的代数和.

例2 如图3所示,右端连有一个光滑弧形槽的水平桌面AB长L=1.5 m,一个质量为m=0.5 kg的木块在F=1.5 N的水平拉力作用下,从桌面上的A端由静止开始向右运动,木块到达B端时撤去拉力F,木块与水平桌面间的动摩擦因数μ=0.2,取g=10 m/s2.求:

图3

(1)木块沿弧形槽上升的最大高度(木块未离开弧形槽);