2018-2019学年高中物理沪科版必修二 第3章 3.3 动能定理的应用
2018-2019学年高中物理沪科版必修二 第3章 3.3 动能定理的应用第3页

同样可以得到货物到底端时的动能Ek2=44 J

三、利用动能定理求变力的功

1.动能定理不仅适用于求恒力做功,也适用于求变力做功,同时因为不涉及变力作用的过程分析,应用非常方便.

2.利用动能定理求变力的功是最常用的方法,当物体受到一个变力和几个恒力作用时,可以用动能定理间接求变力做的功,即W变+W其他=ΔEk.

例3 如图2所示,质量为m的小球自由下落d后,沿竖直面内的固定轨道ABC运动,AB是半径为d的光滑圆弧,BC是直径为d的粗糙半圆弧(B是轨道的最低点).小球恰能通过圆弧轨道的最高点C.重力加速度为g,求:

图2

(1)小球运动到B处时对轨道的压力大小.

(2)小球在BC运动过程中,摩擦力对小球做的功.

答案 (1)5mg (2)-mgd

解析 (1)小球下落到B点的过程由动能定理得2mgd=mv2,在B点:N-mg=m,得:N=5mg,根据牛顿第三定律:N′= N=5mg.

(2)在C点,mg=m.小球从B运动到C的过程:

mvC2-mv2=-mgd+Wf,得Wf=-mgd.

针对训练 如图3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,不计滑轮的质量和摩擦)