2017-2018学年高中创新设计物理教科版必修2:第四章 学案7 习题课:动能定理
2017-2018学年高中创新设计物理教科版必修2:第四章 学案7 习题课:动能定理第2页

0.1 kg的物体从高为H=2 m的A点由静止开始滑下,运动到圆形轨道的最高点C处时,对轨道的压力等于物体的重力.求物体从A运动到C的过程中克服摩擦力所做的功.(g取10 m/s2)

解析 物体运动到C点时受到重力和轨道对它的压力,由圆周运动知识可知N+mg=,又N=mg,

  联立两式解得vC==2 m/s,

  在物体从A点运动到C点的过程中,由动能定理有

  mg(H-2r)-Wf=mv-0,

  代入数据解得Wf=0.8 J.

  答案 0.8 J

  二、利用动能定理分析多过程问题

  对于包含多个运动阶段的复杂运动过程,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,分析每个力的做功,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2所示,ABCD为一位于竖直平面内的轨道,其中BC水平,A点比BC高出10 m,BC长1 m,AB和CD轨道光滑且与BC平滑连接.一质量为1 kg的物体,从A点以4 m/s的速度开始运动,经过BC后滑到高出C点10.3 m的D点速度为零.(g取10 m/s2)求:

  

  图2

  (1)物体与BC轨道间的动摩擦因数;

(2)物体第5次经过B点时的速度;