动能定理的应用二:多过程问题
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0S 0v P 动能定理的应用二:多过程问题 学习目标:
1. 进一步理解动能定理。
2. 会用动能定理解决多过程问题。
学习重点:理解动能定理解决问题的思路和步骤。
学习难点:学生能力培养
导学过程:
一、利用动能定理解题的方法和步骤
1、明确 和 ;
2、分析物体的 ,明确各力 ,并计算 ;
3、明确物体在研究过程中的 、 动能,并计算 ;
4、由动能定理列方程求解。
二、应用动能定理巧解多过程问题。
物体在某个运动过程中包含有几个运动性质不同的小过程(如加速、减速的过程),此时可以分段考虑,也可以对全过程考虑,如能对整个过程利用动能定理列式则使问题简化。
多过程问题有的力并不是一直都在做功,在计算总功的时候要注意区别对待。
三、例题分析
例1、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S ,如图,不考虑物体滑至斜面底端的碰撞作用,并设斜面与水平面对物体的动摩擦因数相同.求动摩擦因数μ.
例2、如图所示,斜面的倾角为θ,质量为m 的物体距挡板P 距离为S 0,以初速度v 0沿斜面上滑。物体
与斜面的动摩擦因数为μ,物体所受摩擦力小于物体沿斜面的下滑力。若物体每次与挡板相碰均无机
械能损失,求物体通过的路程是多大?
例3、如图, AB 、CD 为两个对称斜面,其上部都足够长,下部分别与一个光滑的圆弧面的两端相切,圆弧圆心
角为120°,半径R=2.0 m.一个质量为2 kg 的物体在离弧底E 高度为h=3.0 m 处,以初速度v 0=4 m/s 沿斜面运动,物体与两斜面的动摩擦因数均为μ=0.2.求物体在两斜面上(不包括圆弧部分)运动的总路程.
例4. 如图,一个质量为0.6kg 的小球以某一初速度从P 点水平抛出,恰好从光滑圆弧ABC 的A 点的切
线方向进入圆弧(不计空气阻力,进入圆弧时无机械能损失)。已知圆弧的半径R=0.3m ,θ=600,小
球到达A 点时的速度v =4 m/s ,取g =10 m/s 2,求:
(1)小球做平抛运动的初速度v 0 ;
(2)P 点与A 点的水平距离和竖直高度;
(3)小球到达圆弧最高点C 时对轨道的压力。
B
P v 0 A C O θ
R
A C D B
O 1.质量为m 的球由距地面高为h 处无初速下落, 运动过程中空气阻力恒为重力的0.2倍,球与地面碰撞
时无能量损失而向上弹起,球停止后通过的总路程是多少?
2.如图,AB 和CD 是半径为R=1m 的1/4圆弧形光滑轨道,BC 为一段长2m 的水平轨道质量为2kg
的物体从轨道A 端由静止释放,若物体与水平轨道BC 间的动摩擦因数为0.1.求:
(1)物体第1次沿CD 弧形轨道可上升的最大高度;
(2)物体最终停下来的位置与B 点的距离
3.如图,半径R =0.4m 的光滑半圆环轨道处于竖直平面内,半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点
A ,水平面摩擦因数为0.25,一质量m =0.1kg 的小球.以初速度v 0=8.0m /s 在水平地面上从C 点出发向左运动,小球冲上竖直半圆环并通过
B 点,最后小球又恰好落在
C 点.求 A 、C 间的距离。
4.如下图所示,ABC 为一细圆管构成的3/4园轨道,固定在竖直平面内,轨道半径为R (比细圆管的半
径大得多),OA 水平,OC 竖直,最低点为B ,最高点为C ,细圆管内壁光滑。在A 点正上方某位置处有一质量为m 的小球(可视为质点)由静止开始下落,刚好进入细圆管内运动。不计空气阻力。
(1)若小球刚好能到达轨道的最高点C ,求小球经过最低点B 时的速度大小和轨道对小球的支持力大小
(2)若小球从C 点水平飞出后恰好能落到A 点,求小球刚开始下落时离A
5.如图所示,竖直平面内的3/4圆弧形光滑轨道半径为R ,A 端与圆心O 等高,AD 为水平面,B 点在O
的正上方,一个小球在A 点正上方由静止释放,自由下落至A 点进入圆轨道并恰能到达B 点.求:
(1)释放点距A 点的竖直高度; (2)落点C 与A 点的水平距离。
6.如图,质量m =1kg 的木块静止在高h =1.2m 的平台上,木块与平台间的动摩擦因数μ=0.2。用水平
推力F =20N ,使木块产生位移s 1=3m 时撤去,木块又滑行s 2=1m 时飞出平台,求木块落地时的速度。
O R
A B
C