2018-2019学年教科版必修2 第四章 第3-4节势能;动能 动能定理5 动能定理与图象的综合应用 学案
2018-2019学年教科版必修2 第四章 第3-4节势能;动能 动能定理5 动能定理与图象的综合应用 学案第2页

 1. 正确识别图象,要注意图象的六要素:轴、线、斜率、面积、截距、特殊点;

 2. 解决此类问题的关键是:表达式和图象对应。

  例题1 小军看到打桩机,对打桩机的工作原理产生了兴趣。他构建了一个打桩机的简易模型,如图甲所示。他设想,用恒定大小的拉力F拉动绳端B,使物体从A点(与钉子接触处)由静止开始运动,上升一段高度后撤去F,物体运动到最高点后自由下落并撞击钉子,将钉子打入一定深度。按此模型分析,若物体质量m=1 kg,上升了1 m高度时撤去拉力,撤去拉力前物体的动能Ek与上升高度h的关系图象如图乙所示。(g取10 m/s2,不计空气阻力)

  (1)求物体上升到0.4 m高度处F的瞬时功率;

  (2)若物体撞击钉子后瞬间弹起,且使其不再落下,钉子获得20 J的动能向下运动。钉子总长为10 cm。撞击前插入部分可以忽略,不计钉子重力。已知钉子在插入过程中所受阻力Ff与深度x的关系图象如图丙所示,求钉子能够插入的最大深度。

  思路分析:审题突破 ①Ek-h图象中斜率表示物体所受合外力;

  ②计算瞬时功率用公式P=Fv,其中v为瞬时速度;

  ③当力随位移均匀变化时可用W=x计算变力的功。

   (1)撤去F前,根据动能定理,有

  (F-mg)h=Ek-0

  由题图乙得,斜率为k=F-mg=20 N

  得F=30 N

  又由题图乙得,h=0.4 m时,Ek=8 J,则v=4 m/s

  P=Fv=120 W;

  (2)碰撞后,对钉子应用动能定理有-x′=0-Ek′

  已知Ek′=20 J

  =

  又由题图丙得k′=105 N/m

  解得:x′=0.02 m。

  答案:(1)120 W (2)0.02 m

  

例题2 随着中国首艘航母"辽宁号"的下水,同学们对舰载机的起降产生了浓厚的兴趣。下面是小聪编制的一道舰载机降落的题目,请你阅读后求解。