动能定理的应用(一)
动能定理的应用
动能定理的应用在物理学中，动能定理是一个非常重要的概念，它在解决各种力学问题中发挥着关键作用。
动能定理指出：合外力对物体所做的功等于物体动能的变化量。
这个定理看似简单，但其应用却十分广泛且精妙。
让我们先从一个简单的例子来理解动能定理。
想象有一个质量为 m 的物体，在一个水平面上受到一个恒力 F 的作用，沿着力的方向移动了一段距离 s。
如果物体的初速度为 v₁，末速度为 v₂，那么根据牛顿第二定律 F ＝ ma（其中 a 为加速度），以及运动学公式 2as ＝ v₂²v₁²，我们可以得到：Fs ＝ ½mv₂² ½mv₁²。
这就是动能定理的表达式。
在实际问题中，动能定理的应用场景多种多样。
比如在自由落体运动中，物体只受到重力的作用。
假设一个物体从高度 h 处自由下落，其质量为 m，到达地面时的速度为 v。
重力做的功为 mgh，根据动能定理，mgh ＝ ½mv² 0，从而可以很容易地求出物体到达地面时的速度 v＝√（2gh)。
再来看一个涉及多个力的问题。
假设一个物体在粗糙水平面上受到一个水平拉力 F 的作用，同时还受到摩擦力 f 的阻碍。
物体移动了一段距离 s，初速度为 v₁，末速度为 v₂。
拉力做的功为 Fs，摩擦力做的功为 fs，合力做的功为（F f）s。
根据动能定理，（F f）s ＝½mv₂² ½mv₁²。
通过这个式子，我们可以求出物体在这个过程中的末速度 v₂。
动能定理在解决曲线运动问题时也非常有用。
例如一个物体在竖直平面内做圆周运动，在最低点时，绳子对物体的拉力和物体的重力共同做功，使得物体的动能增加。
根据动能定理，我们可以计算出拉力和重力做功的总和与动能变化之间的关系。
在碰撞问题中，动能定理同样能发挥作用。
当两个物体发生碰撞时，虽然碰撞过程中的内力非常复杂，但如果我们只关心碰撞前后物体动能的变化，就可以运用动能定理。
《动能定理的应用》 讲义
《动能定理的应用》讲义一、什么是动能定理在开始探讨动能定理的应用之前，咱们得先搞清楚动能定理到底是啥。
动能定理简单来说就是：合外力对物体所做的功等于物体动能的变化量。
用数学表达式写出来就是：W 合＝ΔEk ，其中 W 合表示合外力做的功，ΔEk 表示动能的变化量。
动能 Ek ＝ 1/2 mv²，m 是物体的质量，v 是物体的速度。
那为什么要有动能定理呢？其实它就是为了让我们更方便地研究物体在力的作用下运动状态的变化。
二、动能定理的推导咱们来简单推导一下动能定理。
假设一个物体在恒力 F 的作用下，沿着直线运动，发生的位移是 s ，力 F 与位移 s 的夹角是θ 。
根据功的定义，力 F 做的功 W ＝Fscosθ 。
根据牛顿第二定律 F ＝ ma ，而根据运动学公式 v² v₀²＝ 2as （其中 v 是末速度，v₀是初速度，a 是加速度），可以得到 s ＝（v² v₀²) ／ 2a 。
把 s 代入功的表达式，得到 W ＝ F ×（v² v₀²) ／ 2a 。
又因为 a ＝ F ／ m ，所以 W ＝ 1/2 mv² 1/2 mv₀²。
这就得到了动能定理的表达式 W 合＝ΔEk 。
三、动能定理的应用场景1、求变力做功在很多情况下，物体受到的力不是恒力，比如弹力、摩擦力等，这时候直接用功的定义来求力做的功就很困难。
但是用动能定理就可以很方便地解决。
比如说，一个小球从高处自由下落，落到一个竖直放置的弹簧上，压缩弹簧。
在这个过程中，弹簧对小球的弹力是不断变化的，但我们可以通过小球动能的变化来求出弹簧弹力做的功。
2、多过程问题当物体的运动过程比较复杂，包含多个阶段，每个阶段受力情况不同时，动能定理就大显身手了。
比如，一个物体先在粗糙水平面上匀减速运动，然后进入光滑斜面加速上升。
我们可以分别分析每个阶段合外力做的功，然后根据动能定理求出物体在整个过程中的末速度。
动能定理的几种典型应用
动能定理的几种典型应用应用一：动能定理解决匀变速直线运动问题例1、一个质量m=2kg 的小物体由高h=1.6m 倾角︒=30α的斜面顶端从静止开始滑下，物体到达斜面底端时速率是4m/s ，那么物体在下滑的过程中克服摩擦力做功是多少焦耳？由公式20222v v aS -=可知222022/5.22.3242s m S v v a =⨯=-= 对物体受力分析并由牛顿第二定律可知：ma f mg =-αsin 所以N N ma mg f 55.2221102sin =⨯-⨯⨯=-=α J J fS W f 16)1(2.35180cos -=-⨯⨯=︒= 解法二：由动能定理221mv W mgh f =+ 可得：J J mgh mv W f 166.110242212122-=⨯⨯-⨯⨯=-= 应用二：动能定理解决曲线运动问题例2、在离地面高度h=10m 的地方，以s m v /50=水平速度抛出，求：物体在落地时的速度大小？ 解法一：由221gt h =得 s s g h t 2101022=⨯== 所以s m s m gt v y /210/210=⨯== 所以s m s m v v v y /15/)210(522220=+=+=解法二：由动能定理可得 20222121mv mv mgh -=所以：s m s m v gh v /15/51010222202=+⨯⨯=+= 两种方法计算的结果完全一致，可见：动能定理同样适用于曲线运动。
并且可以求变力的功，如下题。
例3．质量m=2kg 的物体从高h=1.6m 的曲面顶部静止开始下滑，到曲面底部的速度大小为4m/s 。
求物体在下滑过程中克服摩擦力所做的功？应用3：利用动能定理求解多个力做功的问题例4、如图所示，物体置于倾角为37度的斜面的底端，在恒定的沿斜面向上的拉力的作用下，由静止开始沿斜面向上运动。
F 大小为2倍物重，斜面与物体的动摩擦因数为0.5，求物体运动5m 时速度的大小。
《动能定理的应用》 讲义
《动能定理的应用》讲义一、动能定理的基本概念在物理学中，动能定理描述了力对物体做功与物体动能变化之间的关系。
动能定理的表达式为：合外力对物体所做的功等于物体动能的变化量。
动能，是物体由于运动而具有的能量。
其表达式为：＄E_{k} ＝＼frac{1}｛2}mv^｛2}＄，其中$m$是物体的质量，＄v$是物体的速度。
当一个力作用在物体上，并且使物体在力的方向上发生了位移，这个力就对物体做了功。
功的表达式为：＄W ＝ Fs\cos\theta$，其中$F$是力的大小，＄s$是位移的大小，＄＼theta$是力与位移之间的夹角。
二、动能定理的推导假设一个质量为$m$的物体，在恒力$F$的作用下，沿直线从位置$A$运动到位置$B$，位移为$s$，初速度为$v_{1}＄，末速度为$v_{2}＄。
根据牛顿第二定律$F ＝ ma$，其中$a$是加速度。
又因为运动学公式$v_{2}＾｛2} v_{1}＾｛2} ＝ 2as$，则$s ＝＼frac{v_{2}＾｛2} v_{1}＾｛2}｝｛2a}＄。
那么力$F$做的功$W ＝ Fs ＝ ma ＼times ＼frac{v_{2}＾｛2} v_{1}＾｛2}｝｛2a} ＝＼frac{1}｛2}mv_{2}＾｛2} ＼frac{1}｛2}mv_{1}＾｛2}＄这就证明了合外力对物体所做的功等于物体动能的变化量，即动能定理。
三、动能定理的应用场景1、求物体的速度当已知物体所受的合力做功以及物体的初动能时，可以通过动能定理求出物体的末速度。
例如，一个质量为$2kg$的物体，在水平方向受到一个大小为$10N$的恒力作用，力的方向与物体运动方向相同，物体在力的作用下移动了$5m$，物体的初速度为$3m/s$，求物体的末速度。
首先计算合力做功：＄W ＝ Fs ＝ 10×5 ＝ 50J$根据动能定理：＄W ＝＼frac{1}｛2}mv_{2}＾｛2} ＼frac{1}｛2}mv_{1}＾｛2}＄即$50 ＝＼frac{1}｛2}×2×v_{2}＾｛2} ＼frac{1}｛2}×2×3^｛2}＄解得$v_{2} ＝ 7m/s$2、求物体所受的合力如果已知物体的质量、初末速度以及位移，可以通过动能定理求出合力。
动能定理的3个典型应用
动能定理的3个典型应用李晓禄【期刊名称】《高中数理化》【年(卷),期】2013(000)019【总页数】1页(P30)【作者】李晓禄【作者单位】山东省平度第一中学【正文语种】中文从近五年高考考点分布可以看出动能定理是高考的必考内容，涉及这部分的考题一般灵活性较强，试题涉及的主要内容包括：动能定理的理解与应用、动能定理中总功的分析与计算、功能关系的理解等.动能定理适用于恒力做功，也适用于变力做功，适用于直线运动也适用于曲线运动，因此该定理求解方便，应用广泛，本文将结合典型例题分析动能定理的3个典型应用.1 用动能定理求解物体所受的力例1 如图1，某人踏着滑板从距地面1.8 m的平台上A点滑下，经过水平位移s ＝3 m后，落到水平地面上的B点，在B点着地后，由于存在能量损失，速度变为v＝4 m·s－1，并以速度v为初速度，滑行s2＝8 m后停止，已知人与滑板的总质量m＝60 kg，求人与滑板在水平地面上滑行时受到的平均阻力大小.图1将人与滑板看作一个整体，对其进行受力分析，人与滑板从B点到C点的过程中受到平均阻力Ff，地面的支持力FN以及重力mg，因为地面支持力、重力的方向都与其位移方向垂直，所以地面支持力、重力都不对人与滑板组成的整体做功，而平均阻力做负功，由动能定理可得将数据代入可得平均阻力Ff＝60 N.如果在多个力的共同作用下运动，其中含有一个未知力，并且物体的动能变化量和位移已知时，就可以用动能定理求解此未知力.2 用动能定理求解物体的速度图2例2 如图2，物体A从高为h的斜面上静止滑下，在阻力的作用下，静止于B点，若给物体一个初速度v，使其从B 点开始运动，再恰好上升到斜面上的A点，求此初速度v的大小.物体在运动过程中会受到重力、斜面或者水平面的支持力以及摩擦阻力.从A点到B点应用动能定理mgh＋Wf＝0－0.物体从B 点到A点的过程中，重力做负功，摩擦力仍然做负功Wf，由动能定理得求得初速度v在已知施加到物体上所有力做功大小或者可以根据题意推知所有力做功大小的情况下，可以用动能定理求解物体的速度.3 用动能定理求解物体的位移例3 如图3，在一内壁光滑的盆式容器中，圆弧AB与圆弧CD分别与盆底BC的连接处相切，并且BC是水平的，BC 之间距离d＝0.5 m，摩擦因数μ＝0.1，两端圆弧的高度都为h＝0.3 m.让一质量为m 的小物体从A点静止滑下，小物体在盆内来回滑动一段时间后，最后会停下来，求解停止的地面与B点之间的距离.图3由于盆内壁光滑，小物体在盆内AB、CD 部分运动时，只受到重力和盆壁支持力作用，并且支持力的方向与物体运行方向垂直，所以盆内壁支持力不对物体做功，小物体在BC段运动时将会受到重力、支持力以及摩擦力的作用，重力、支持力垂直于小物体运动方向，不对物体做功，并且物体滑上CD圆弧时重力做负功，物体滑下CD 圆弧时重力做正功，分析物体由A点下滑，最终静止到BC段的某一点的过程，设小物体在BC间运动的路程为s，按照动能定理mgh－μmgs＝0，所以s ＝3 m，根据题意BC间的距离d＝0.5 m，所以小物体在来回运动的次数为3次，最后停在B点.在已知物体动能变化量以及作用力（或者物体与地面的摩擦因数已知）的大小时，可以通过动能定理求解物体发生的位移.。
动能定理的应用举例
动能定理的应用举例动能定理是物理学中的一个重要定理，它描述了物体的动能与应用力之间的关系。
本文将通过几个实际的例子来说明动能定理的应用，帮助读者更好地理解和应用这一定理。
例子1：汽车碰撞实验假设有两辆汽车，质量分别为m1和m2，初速度分别为v1和v2，它们相向而行，在某一时刻发生碰撞。
根据动能定理，碰撞前后的总动能应该守恒，即：1/2 * m1 * v1^2 + 1/2 * m2 * v2^2 = 1/2 * m1 * v1'^2 + 1/2 * m2 *v2'^2其中，v1'和v2'分别是碰撞后两辆汽车的速度。
通过这个方程，我们可以计算出碰撞后汽车的速度。
例子2：弹簧振动考虑一个质量为m的物体连接在一个弹簧上，弹簧的劲度系数为k。
当物体受力向右移动时，它的速度随时间增加，根据动能定理，我们可以得到：1/2 * m * v^2 = 1/2 * k * x^2其中，v是物体的速度，x是物体的位移。
这个方程描述了物体的动能和弹簧的弹性势能之间的关系。
例子3：自由落体当一个物体自由落体下落时，它的动能也在不断变化。
根据动能定理，物体的动能变化等于外力对物体做功。
在自由落体时，只有重力对物体做功，而重力的大小与物体的质量和下落高度有关。
因此可以得到动能变化的表达式：ΔK = m * g * h其中，ΔK代表动能的变化量，m是物体的质量，g是重力加速度，h是下落的高度。
通过以上三个例子，我们可以看到动能定理的应用范围非常广泛。
无论是碰撞实验、弹簧振动还是自由落体，动能定理都能帮助我们理解物理现象，并进行相关计算。
在实际生活中，我们也可以运用动能定理来解决一些问题，例如交通事故的分析和能量转化的计算等。
总结起来，动能定理是物理学中一个非常重要的定理，它描述了物体的动能与作用力之间的关系。
通过这一定理，我们可以理解和解释各种物理现象，并应用于实际问题的计算中。
希望通过本文的介绍，读者对动能定理有了更深入的理解和应用。
动能定理 的应用
v0
动能定理的应用
1、研究匀变速运动 在不涉及加速度和时间的问题中更简便
2、研究非匀变速运动、曲线运动
可以解决牛顿定律与匀变速运动学不能解决的问题。 标量式，研究曲线运动时不用也不能分解。 注意变力功的计算。 3、研究多过程运动（往复运动）
《三维设计》86页，例1 《三维设计》88页，例1、例2
动能定理的应用
以10m/s的速度滑上一个 倾斜角为370的粗糙固定斜面，它们之间的动摩 擦因数为0.5，斜面足够长，求： （1）木块上升的最大高度为多少？ （2）木块能否再滑下来？如果可以，再滑到底 端时速度为多少？
动能定理的应用
1、研究匀变速运动 在不涉及加速度和时间的问题中更简便
动能定理的应用
1、研究匀变速运动 在不涉及加速度和时间的问题中更简便
2、研究非匀变速运动、曲线运动
可以解决牛顿定律与匀变速运动学不能解决的问题。 标量式，研究曲线运动时不用也不能分解。 注意变力功的计算。 3、研究多过程运动（往复运动） 可以对全过程应用动能定理 注意分析不同阶段的合外力做功 注意滑动摩擦力做功的往复性
2、研究非匀变速运动、曲线运动
例：一个质量为1kg的小球在距水平地面高3.2m处 以6m/s的速度水平抛出，求它落地时速度大小。
例：一质量为1t的汽车，以100kw的恒定功率从静止 开始加速启动，运动125m后达到最大速度50m/s， 求汽车加速运动的时间。
例：竖直平面内有一个半径为R的粗糙圆周轨道，一个质 量为m的小球以一定的初速度进入轨道的最低点，第 一次通过轨道最高点时对轨道的压力为4mg。求从最 低点到第一次通过最高点的过程中摩擦力做的功。已 知 v0 11gR 。并分析小球能否再次通过最高点。
动能定理的应用(1)
动能定理的推导：动能定理的应用（1）【例1】 物体沿直线运动的v －t 关系如图所示，已知在第1s 内合外力对物体做的功为W ，则( )A ．从第1s 末到第3s 末合外力做功为4WB ．从第3s 末到第5s 末合外力做功为-2WC ．从第5s 末到第7s 末合外力做功为WD ．从第3s 末到第4s 末合外力做功为-0.75W【例2】 质量同为m 的物体分别从高度相等的斜面顶端由静止开始下滑到斜面底部。
若物体与两斜面的动摩擦因素相同，倾角α＞β，物体在两斜 面底部的速率分别为v 1和v 2，则( ) A ．v 1＝v 2 B ．v 1＜v 2 C ．v 1＞v 2 D ．无法确定【例3】 子弹以某速度击中静止在光滑水平面上的木块，当子弹进入木块的深度为S 时，木块相对于光滑水平面移动的距离为S /2，如图，则木块获得的动能和子弹损失的动能之比为( ) A ．1：1 B ．1：2 C ．1：3 D ．1：4【例4】 如图所示，质量为m 的小球，用一细线悬挂在点O 处。
现用水平恒力F (F ＜mg )将小球拉起，细线和竖直方向的夹角最大为?【例5】将小球以初速度v竖直上抛，在不计空气阻力的理想状况下，小球将上升到某一最大高度。
由于有空气阻力，小球实际上升的最大高度只有该理想高度的80%。
设空气阻力大小恒定，求小球落回抛出点时的速度大小。
1．利用动能定理求变力做功问题【例6】如图，一质量为m的质点在半径为R的半球形容器中(容器固定)，由静止开始自边缘上的一点滑下，到达最低点B时，它对容器的正压力为N。
重力加速度为g，则质点自A滑到B的过程中，摩擦力对其所做的功为( )【例7】如图所示，一个质量为m的小球系在轻绳一端，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，运动过程中小球受到空气阻力的作用。
某一时刻小球通过轨道的最低点，设此时绳子的张力为7mg，此后小球继续做圆周运动，恰能通过最高点，则在此过程中，小球克服空气阻力所做的功为( )A．1/4mgR B．1/3 mgRC．1/2mgR D．mgR【例8】一根全长为L，粗细均匀的铁链，对称地挂在轻小光滑的定滑轮上，如图所示，当受到轻微扰动，铁链会从滑轮滑下，铁链脱离滑轮瞬间的速度大小为( )A．(gL)1/2B．(gL)1/2/2C．(2gL)1/2/2D．(2gL)1/2【例9】如图所示，质量为m的物体至于光滑水平面上，用一定滑轮与恒定的速度v拉动绳头。
动能定理的应用实例
动能定理的应用实例在物理学中，动能定理是一个非常重要的概念，它描述了力对物体做功与物体动能变化之间的关系。
动能定理的表达式为：合力对物体所做的功等于物体动能的变化，即 W 合＝ΔEk 。
这个定理在解决很多实际问题中发挥着关键作用，下面我们就来看看一些具体的应用实例。
先来说说汽车的加速过程。
当汽车发动机的牵引力推动汽车前进时，牵引力对汽车做功。
假设一辆汽车的质量为 m ，牵引力为 F ，汽车在牵引力作用下行驶的距离为 s ，初速度为 v₁，末速度为 v₂。
根据动能定理，牵引力做的功 W ＝ Fs 等于汽车动能的变化，即 1/2mv₂²1/2mv₁²。
通过这个定理，我们可以计算出汽车达到一定速度所需的牵引力或者行驶一定距离时速度的变化。
再看一个物体在斜面上运动的例子。
一个质量为 m 的物体从斜面顶端由静止开始下滑，斜面的高度为 h ，长度为 l ，斜面的倾角为θ ，物体与斜面之间的动摩擦因数为μ 。
在这个过程中，重力对物体做功mgh ，摩擦力对物体做功μmgcosθ·l 。
根据动能定理，重力做的功与摩擦力做的功之和等于物体动能的变化。
因为物体初速度为 0 ，所以末动能 1/2mv²就等于重力做的功减去摩擦力做的功，从而可以求出物体滑到底端时的速度 v 。
在体育运动中，动能定理也有广泛的应用。
比如跳高运动员。
运动员起跳时，腿部肌肉发力做功，使运动员获得一定的初速度。
在上升过程中，只有重力做功。
根据动能定理，运动员起跳时肌肉做功等于运动员到达最高点时的重力势能增加量和动能减少量之和。
通过对这个过程的分析，教练可以根据运动员的身体素质和技术特点，制定更科学的训练方案，以提高运动员的跳高成绩。
还有篮球投篮的过程。
当运动员投篮时，手臂对篮球做功，使篮球获得初速度。
篮球在空中飞行的过程中，受到重力和空气阻力的作用。
根据动能定理，手臂做功等于篮球在空中飞行过程中动能和势能的变化量之和。
《动能定理的应用》 讲义
《动能定理的应用》讲义一、动能定理的基本概念在物理学中，动能定理是一个非常重要的概念。
它描述了力对物体做功与物体动能变化之间的关系。
动能，简单来说，就是物体由于运动而具有的能量。
其表达式为：＄E_k ＝＼frac{1}｛2}mv^2$，其中$m$是物体的质量，＄v$是物体的速度。
而动能定理指出：合外力对物体所做的功等于物体动能的变化量。
数学表达式为：＄W ＝＼Delta E_k$，其中$W$是合外力做的功，＄＼Delta E_k$是动能的变化量。
理解动能定理的关键在于明白做功会导致能量的转化。
当力对物体做功时，物体的动能可能增加，也可能减少，具体取决于力做功的正负。
二、动能定理的推导为了更好地理解动能定理，我们来进行简单的推导。
假设一个质量为$m$的物体，在恒力$F$的作用下，沿着直线运动，位移为$s$，力与位移的夹角为$＼theta$。
根据功的定义，力$F$做的功$W$为：＄W ＝ Fs\cos\theta$根据牛顿第二定律，＄F ＝ ma$物体的加速度为$a$，初速度为$v_0$，末速度为$v$，根据运动学公式：＄v^2 v_0^2 ＝ 2as$将$F ＝ ma$和$v^2 v_0^2 ＝ 2as$代入$W ＝ Fs\cos\theta$中，得到：＼＼begin{align}W&＝mas\cos\theta\＼＆＝m\frac{v^2 v_0^2}｛2}＼cos\theta\＼＆＝＼frac{1}｛2}mv^2 ＼frac{1}｛2}mv_0^2＼end{align}＼这就证明了合外力对物体所做的功等于物体动能的变化量，即动能定理。
三、动能定理的应用场景动能定理在解决物理问题时有广泛的应用，以下是一些常见的场景：1、单物体直线运动对于一个在直线上运动的物体，已知其受力情况和初末速度，我们可以利用动能定理来求位移或者力的大小。
例如，一个质量为$2kg$的物体在水平拉力作用下，从静止开始运动，经过$5m$后速度达到$4m/s$，已知摩擦力为$5N$，求拉力的大小。
动能定理的应用
动能定理的应用动能定理是物理学中的一个重要定理，它描述了物体运动的动能和力的关系。
本文将探讨动能定理的应用，包括在机械工程、航空航天、交通运输和体育运动等领域的实际运用。
一、机械工程中的应用动能定理在机械工程领域具有广泛的应用。
以汽车制造为例，通过动能定理我们可以计算汽车在不同速度下的动能，从而评估汽车的性能。
此外，动能定理还可以应用于机器的动力学分析和设计中，帮助工程师优化机器的运行效率。
二、航空航天中的应用在航空航天工程中，动能定理在飞行器的设计和控制中起着重要作用。
例如，通过动能定理可以计算飞机在起飞和降落过程中所需的最小速度，这对飞行安全至关重要。
此外，动能定理还可以用于计算火箭的离地速度，帮助航天工程师设计和控制火箭的发射。
三、交通运输中的应用交通运输领域也可以应用动能定理进行分析和优化。
以高速列车为例，通过动能定理可以计算列车在不同速度下所具有的动能，从而评估列车的动力性能。
此外，动能定理还可以用于计算汽车刹车距离和轮船的制动距离，有助于提高交通运输的安全性。
四、体育运动中的应用动能定理在体育运动中也有广泛的应用。
以田径运动为例，通过动能定理可以计算运动员在起跑和冲刺过程中所具有的动能，从而帮助运动员提高速度和成绩。
此外，动能定理还可以用于计算篮球或足球运动中球的运动轨迹，帮助教练和运动员制定更加有效的战术。
综上所述，动能定理在机械工程、航空航天、交通运输和体育运动等领域都有着广泛的应用。
它不仅帮助工程师和科学家进行设计和分析，还能够促进技术的发展和运动成绩的提高。
随着科学技术的进步，动能定理的应用将会越来越广泛，为各行各业带来更多的创新和突破。
动能定理的应用(20个经典例题)
例18、如图所示，一半径为R的半圆形轨道BC与一水平面相连， C为轨道的最高点，一质量为m的小球以初速度v0从圆形轨道B点进 入，沿着圆形轨道运动并恰好通过最高点C，然后做平抛运动．求 ： (1)小球平抛后落回水平面D点的位置距B点的距离； (2)小球由B点沿着半圆轨道到达C点的过程中，克服轨道摩擦 阻力做的功． [来源:]
0 f 0 0 . 2 × 3 × 1 0 2 2 a m / s 2 m / s 2 m 3
m在匀加速运动阶段的末速度为
2 v 2 a s 2 × 1 × 8 m / s 4 m / s 1 1 1
撤去 F 后，滑行 s 而停住， v 0 ，则 2 t=
2 2 v v 0 1 6 t 1 s m 4 m 2 2 a 2 × 2 2
（4）相等。即 W E E 300J k k 2 1
例2、某同学从高为h 处以速度v0 水平投 出一个质量为m 的铅球,求铅球落地时速度 大小。
解：铅球在空中运动时只有重力做功，动能增 加。设铅球的末速度为v，根据动能定理有 v0
1 2 1 2 mgh mv mv 0 2 2
mg
例10、在h高处，以初速度v0向
水平方向抛出一小球，不计空
气阻力，小球着地时速度大小
为（
C ）
1 2 1 2 W 总 mv 2 mv 1 2 2
物理过程中不涉及到加 速度和时间，而只与物 体的初末状态有关的力 学问题，优先应用动能 定理。
例11、如图4所示，AB为1/4圆弧轨道，半径为 R=0.8m，BC是水平轨道，长l=3m，BC处的摩擦 系数为μ=1/15，今有质量m=1kg的物体，自A点 从静止起下滑到C点刚好停止。求物体在轨道AB 段所受的阻力对物体做的功。
动能定理的应用(1)
B
h mg S 0 sin q
多过程问题
（直线＋曲线）
4.如图所示，质量为1kg的木块（可视为质点）静止在 高1.2m的平台上，木块与平台间的动摩擦因数为0.2， 用水平推力20N使木块产生位移3m时撤去，木块又滑 行1m时飞出平台，求木块落地时速度的大小？
全程列式：
1 2 WF W f WG Ek mv 0 2 1 2 Fs1 mg ( s1 s2 ) mgh mv 2
从下滑到停在AB间 mgh fs Ek 0 3 s s 停在AB中点 2
多过程问题
（往复运动）
6.质量为m的物体以速度v竖直向上抛出，物体落回 地面时，速度大小为3v/4，设物体在运动中所受空 气阻力大小不变，求： （1）物体运动中所受阻力大小； （2）若物体与地面碰撞中无机械能损失， 求物体运动的总路程。
对动能定理的理解
a．合力对物体做功“正”“负”的理解
1）若合外力方向与物体运动方向相同时，合外力 对物体做正功，W﹥0 ，Ek2>Ek1,则物体动能增加。 2）若合外力方向与物体运动方向相反时，合外力 对物体做负功，W﹤0 , Ek2<Ek1 ,则物体动能减小。
b．合力对物体做的(总)功的理解(求总功的方法) ①. W合＝ F合S
25v 2 S总 14g
多过程问题
（类似机车起动问题）
7.电动机通过轻绳吊起一质量为8kg的物体，绳 的拉力不能超过120N，电动机的额定功率为 1200W，要将此物由静止用最快的方式吊起 90m，已知物体被吊高接近90m时，已开始以 最大速度匀速上升，求所需的最短时间. v 最快方式的含义？ 思路： t t t 1 2 m v1 匀加速阶段： t1 a 1 恒定功率阶段： t
动能定理的应用
动能定理的应用动能定理是力学中的重要定理之一，它提供了描述物体运动的动能和力的关系。
动能定理指出，物体的动能变化量等于作用于物体的合外力对其所做的功。
在实际生活和科学研究中，动能定理有着广泛的应用。
本文将探讨动能定理在运动学、工程以及体育运动中的具体应用。
一、运动学中的应用在运动学研究中，动能定理可以帮助我们计算物体的速度和位移。
根据动能定理，我们可以通过测量物体的质量和能量的变化来确定物体的速度。
例如，在实验室中，当一个小球从一定高度自由落下时，我们可以测量它在不同位置上的动能，然后利用动能定理推断出它的速度。
此外，动能定理还可以帮助我们计算物体的位移。
当我们知道物体的初始速度、加速度和时间时，通过结合运动学公式和动能定理，可以计算出物体的位移。
二、工程中的应用在工程领域，动能定理在设计和分析多种机械系统中起着重要的作用。
例如，在汽车碰撞测试中，动能定理被用来评估汽车碰撞的力和能量。
通过测量汽车的质量、速度和撞击后的能量变化，工程师可以评估碰撞对乘客的影响，进而改进汽车的设计，提高安全性能。
此外，动能定理还可以应用于工程机械的运行与设计中。
例如，当我们需要设计一个能够加速物体的机械装置时，可以根据动能定理计算出所需的能量，从而确定合适的动力系统。
三、体育运动中的应用动能定理在体育运动中也有很多应用。
例如，在田径运动中，动能定理可以帮助我们理解运动员的力量和速度。
当一个投掷者投掷铅球时，他所施加的力将使得铅球获得动能，并决定了铅球的速度和飞行距离。
运动员可以通过调整投掷力度和技术来最大化动能的转化，从而达到更远的投掷距离。
类似地，在其他体育项目中，动能定理也可以用来分析运动员的动作和能量转化。
例如，足球运动中的踢球动作，击球运动中的击球力度等。
综上所述，动能定理在运动学、工程以及体育运动中都有着广泛的应用。
通过应用动能定理，我们可以计算物体的速度和位移，评估碰撞和冲击的力和能量，设计工程机械以及分析体育运动中的动作和能量转化。
《动能定理的应用》 讲义
《动能定理的应用》讲义一、什么是动能定理在物理学中，动能定理描述了力对物体做功与物体动能变化之间的关系。
动能定理的表达式为：合外力对物体所做的功等于物体动能的变化量。
即：＄W_{合} ＝＼Delta E_{k}＄，其中＄W_{合}＄表示合外力做的功，＄＼Delta E_{k}＄表示动能的变化量。
动能的表达式为＄E_{k} ＝＼frac{1}｛2}mv^｛2}＄，其中＄m$ 是物体的质量，＄v$ 是物体的速度。
二、动能定理的理解1、做功的过程就是能量转化的过程合外力做功，意味着其他形式的能量转化为物体的动能；反之，物体克服合外力做功，物体的动能转化为其他形式的能量。
2、合外力做功的计算合外力做功等于各个力做功的代数和。
要注意功的正负，正功表示能量的输入，负功表示能量的输出。
3、动能的变化动能的变化量只与合外力做功有关，与中间过程无关。
三、动能定理的应用场景1、求物体的速度当已知合外力做功以及物体的质量时，可以通过动能定理求出物体的末速度。
例如：一个质量为＄m$ 的物体，在水平恒力＄F$ 的作用下，沿水平方向移动了距离＄s$ ，已知力＄F$ 与位移方向相同，求物体的末速度＄v$ 。
合外力做功＄W ＝ Fs$ ，根据动能定理＄Fs ＝＼frac{1}｛2}mv^｛2} 0$ ，可解得＄v ＝＼sqrt{＼frac{2Fs}｛m}｝＄。
2、求合外力做功已知物体的质量、初速度和末速度，可以通过动能定理求出合外力做功。
比如：一物体质量为＄m$ ，初速度为＄v_{1}＄，末速度为＄v_{2}＄，求合外力做功＄W_{合}＄。
由动能定理可得：＄W_{合} ＝＼frac{1}｛2}mv_{2}＾｛2} ＼frac{1}｛2}mv_{1}＾｛2}＄。
3、求变力做功当力是变力时，使用牛顿运动定律和运动学公式往往很难求解，但动能定理可以发挥作用。
假设一个物体在一粗糙水平面上运动，受到一个与位移大小成正比的阻力＄F ＝ kx$ ，物体从位置＄x_{1}＄运动到＄x_{2}＄，求阻力做功。
高中物理动能定理的综合应用(一)解题方法和技巧及练习题及解析
高中物理动能定理的综合应用(一)解题方法和技巧及练习题及解析一、高中物理精讲专题测试动能定理的综合应用1．如图甲所示，倾斜的传送带以恒定的速率逆时针运行．在t ＝0时刻，将质量为1.0 kg 的物块(可视为质点)无初速度地放在传送带的最上端A 点，经过1.0 s ，物块从最下端的B 点离开传送带．取沿传送带向下为速度的正方向，则物块的对地速度随时间变化的图象如图乙所示(g ＝10 m/s 2)，求：(1)物块与传送带间的动摩擦因数；(2)物块从A 到B 的过程中，传送带对物块做的功． 【答案】3－3.75 J 【解析】解：(1)由图象可知，物块在前0.5 s 的加速度为：2111a =8?m/s v t = 后0.5 s 的加速度为：222222?/v v a m s t -== 物块在前0.5 s 受到的滑动摩擦力沿传送带向下，由牛顿第二定律得：1mgsin mgcos ma θμθ+=物块在后0.5 s 受到的滑动摩擦力沿传送带向上，由牛顿第二定律得：2mgsin mgcos ma θμθ-=联立解得：3μ=(2)由v －t 图象面积意义可知，在前0.5 s ，物块对地位移为：1112v t x =则摩擦力对物块做功：11·W mgcos x μθ= 在后0.5 s ，物块对地位移为：12122v v x t +=则摩擦力对物块做功22·W mgcos x μθ=－ 所以传送带对物块做的总功：12W W W =+ 联立解得：W ＝－3.75 J2．如图所示，一质量为m 的滑块从高为h 的光滑圆弧形槽的顶端A 处无初速度地滑下，槽的底端B 与水平传送带相接，传送带的运行速度恒为v 0，两轮轴心间距为L ，滑块滑到传送带上后做匀加速运动，滑到传送带右端C 时，恰好加速到与传送带的速度相同，求：（1）滑块到达底端B 时的速度大小v B ； （2）滑块与传送带间的动摩擦因数μ；（3）此过程中，由于克服摩擦力做功而产生的热量Q.【答案】（12gh 2）2022v gh gl μ-=（3）(2022m v gh-【解析】试题分析：（1）滑块在由A 到B 的过程中，由动能定理得：2102B mgh mv -＝， 解得：2B gh ν＝（2）滑块在由B 到C 的过程中，由动能定理得：μmgL ＝12mv 02−12mv B 2， 解得，2022v ghgLμ-＝；（3）产生的热量：Q =μmgL 相对，()2200(2)2Bgh L g相对＝νννμ--=（或200(2) gh ν-）， 解得，201(2)2Q m gh ν＝； 考点：动能定理【名师点睛】本题考查了求物体速度、动摩擦因数、产生的热量等问题，分析清楚运动过程，熟练应用动能定理即可正确解题．3．如图甲所示，带斜面的足够长木板P ，质量M =3kg 。
动能定理的应用
动能定理的应用动能定理是物理学中的一个重要定理，它描述了物体动能的变化与力的做功之间的关系。
本文将探讨动能定理在不同领域的应用，并阐述其在解决实际问题中的重要性。
一、机械领域中的应用在机械领域中，动能定理常常用于分析物体的运动状态和能量转化过程。
例如，当一个物体在恒定力的作用下沿直线运动时，可以利用动能定理计算物体在某一时刻的速度。
假设一个物体的质量为m，初速度为v1，末速度为v2，力的大小为F，物体在这一过程中所做的功W可以表示为：W = (1/2) * m * (v2^2 - v1^2)由动能定理得知，功与动能的变化有着直接的关系。
因此，我们可以利用此公式计算物体在不同速度下的能量转化情况，从而预测物体的运动状态以及所需的施力大小。
二、热力学领域中的应用在热力学领域中，动能定理的应用更为广泛。
在理想气体的绝热过程中，动能定理可以用来推导绝热指数与气体性质之间的关系。
绝热指数可以反映气体分子的热运动情况，它与气体的压强、温度和体积有关。
通过应用动能定理，我们可以得到绝热指数γ与气体内能U之间的关系式：γ = (Cp/Cv)其中，Cp表示气体在定压条件下的摩尔热容，Cv表示气体在定容条件下的摩尔热容。
该关系式对于研究理想气体的热力学性质具有重要意义，有助于我们深入理解气体的热力学行为。
三、光学领域中的应用在光学领域中，动能定理可以用于分析光的衍射和干涉现象。
例如，当光通过一个狭缝进行衍射时，可以利用动能定理计算光的衍射角度和干涉条纹的位置。
假设入射光的波长为λ，狭缝的宽度为d，衍射角度为θ，我们可以利用动能定理推导得到以下关系：sin(θ) = λ / d这个关系式被广泛应用于光的干涉与衍射实验中，帮助我们理解和解释光的行为。
综上所述，动能定理在机械、热力学和光学等领域中都有重要的应用。
它不仅可以帮助我们分析物体的运动状态和能量转化情况，还可以解释和预测物质及能量的行为。
因此，深入理解和应用动能定理对于探索自然界的规律和解决实际问题具有重要的意义。
高考物理动能定理的综合应用(一)解题方法和技巧及练习题含解析
高考物理动能定理的综合应用(一)解题方法和技巧及练习题含解析一、高中物理精讲专题测试动能定理的综合应用1．北京老山自行车赛场采用的是250m 椭圆赛道，赛道宽度为7.6m 。
赛道形如马鞍形，由直线段、过渡曲线段以及圆弧段组成，圆弧段倾角为45°（可以认为赛道直线段是水平的，圆弧段中线与直线段处于同一高度）。
比赛用车采用最新材料制成，质量为9kg 。
已知直线段赛道每条长80m ，圆弧段内侧半径为14.4m ，运动员质量为61kg 。
求： （1）运动员在圆弧段内侧以12m/s 的速度骑行时，运动员和自行车整体的向心力为多大；（2）运动员在圆弧段内侧骑行时，若自行车所受的侧向摩擦力恰为零，则自行车对赛道的压力多大；（3）若运动员从直线段的中点出发，以恒定的动力92N 向前骑行，并恰好以12m/s 的速度进入圆弧段内侧赛道，求此过程中运动员和自行车克服阻力做的功。
（只在赛道直线段给自行车施加动力）。
【答案】（1）700N;（2）2；（3）521J 【解析】 【分析】 【详解】（1）运动员和自行车整体的向心力F n =2(m)M v R+解得F n =700N（2）自行车所受支持力为()cos45NM m g F +=︒解得F N 2N根据牛顿第三定律可知F 压=F N 2N（3）从出发点到进入内侧赛道运用动能定理可得W F -W f 克+mgh =212mv W F =2FL h =1cos 452d o =1.9m W f 克=521J2．如图所示，人骑摩托车做腾跃特技表演，以1.0m/s 的初速度沿曲面冲上高0.8m 、顶部水平的高台，若摩托车冲上高台的过程中始终以额定功率1.8kW 行驶，经过1.2s 到达平台顶部，然后离开平台，落至地面时，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A 点切入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑．A 、B 为圆弧两端点，其连线水平．已知圆弧半径为R ＝1.0m ，人和车的总质量为180kg ，特技表演的全过程中不计一切阻力(计算中取g ＝10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)．求：(1)人和车到达顶部平台的速度v ；(2)从平台飞出到A 点，人和车运动的水平距离x ； (3)圆弧对应圆心角θ；(4)人和车运动到圆弧轨道最低点O 时对轨道的压力． 【答案】（1）3m/s （2）1.2m （3）106°（4）7.74×103N 【解析】 【分析】 【详解】（1）由动能定理可知：221011Pt mgH mv 22mv -=- v ＝3m/s （2）由2221H gt ,s vt 2==可得：2H s v 1.2m g== （3）摩托车落至A 点时，其竖直方向的分速度y 2v gt 4m /s ==设摩托车落地时速度方向与水平方向的夹角为α，则4tan 3y v vα==，即α＝53°所以θ＝2α＝106°（4）在摩托车由最高点飞出落至O 点的过程中，由机械能守恒定律可得：2211mg[H R(1cos )]mv mv 22α'+-=-在O 点：2v N mg m R-= 所以N ＝7740N由牛顿第三定律可知，人和车在最低点O 时对轨道的压力为7740N3．我国将于2022年举办冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一．如图1-所示，质量m ＝60 kg 的运动员从长直助滑道AB 的A 处由静止开始以加速度a ＝3.6 m/s 2匀加速滑下，到达助滑道末端B 时速度v B ＝24 m/s ，A 与B 的竖直高度差H ＝48 m ．为了改变运动员的运动方向，在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接，其中最低点C 处附近是一段以O 为圆心的圆弧．助滑道末端B 与滑道最低点C 的高度差h ＝5 m ，运动员在B 、C 间运动时阻力做功W ＝－1530 J ，g 取10 m/s 2.(1)求运动员在AB 段下滑时受到阻力F f 的大小；(2)若运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍，则C 点所在圆弧的半径R 至少应为多大？【答案】(1)144 N (2)12.5 m 【解析】试题分析：（1）运动员在AB 上做初速度为零的匀加速运动，设AB 的长度为x ，斜面的倾角为α，则有 v B 2=2ax根据牛顿第二定律得 mgsinα﹣F f =ma 又 sinα=H x由以上三式联立解得 F f =144N（2）设运动员到达C 点时的速度为v C ，在由B 到达C 的过程中，由动能定理有 mgh+W=12mv C 2-12mv B 2 设运动员在C 点所受的支持力为F N ，由牛顿第二定律得 F N ﹣mg=m 2Cv R由运动员能承受的最大压力为其所受重力的6倍，即有 F N =6mg 联立解得 R=12．5m 考点：牛顿第二定律；动能定理【名师点睛】本题中运动员先做匀加速运动，后做圆周运动，是牛顿第二定律、运动学公式、动能定理和向心力的综合应用，要知道圆周运动向心力的来源，涉及力在空间的效果，可考虑动能定理．4．如图所示，位于竖直平面内的轨道BCDE ，由一半径为R=2m 的14光滑圆弧轨道BC 和光滑斜直轨道DE 分别与粗糙水平面相切连接而成．现从B 点正上方H=1.2m 的A 点由静止释放一质量m=1kg 的物块，物块刚好从B 点进入14圆弧轨道．已知CD 的距离L=4m ，物块与水平面的动摩擦因数μ=0.25，重力加速度g 取10m/s 2，不计空气阻力．求：(1)物块第一次滑到C 点时的速度； (2)物块第一次滑上斜直轨道DE 的最大高度； (3)物块最终停在距离D 点多远的位置． 【答案】(1) 8m/s (2) 2.2m (3) 0.8m 【解析】 【分析】根据动能定理可求物块第一次滑到C 点时的速度；物块由A 到斜直轨道最高点的过程，由动能定理求出物块第一次滑上斜直轨道DE 的最大高度；物块将在轨道BCDE 上做往返运动，直至停下，设物块在水平轨道CD 上通过的总路程为S ，根据动能定理求出． 【详解】解：(1)根据动能定理可得21()2mg H R mv += 解得8/v m s =(2)物块由A 到斜直轨道最高点的过程，由动能定理有：()0mg H R mgL mgh μ+--=解得： 2.2h m =(3)物块将在轨道BCDE 上做往返运动，直至停下，设物块在水平轨道CD 上通过的总路程为S ，则：()0mg H R mgS μ+-= 解得：12.8S m =因: 30.8S L m =+,故物块最终将停在距离D 点0.8m 处的位置．5．如图所示，在水平路段AB 上有一质量为2kg 的玩具汽车，正以10m/s 的速度向右匀速运动，玩具汽车前方的水平路段AB 、BC 所受阻力不同，玩具汽车通过整个ABC 路段的v-t 图象如图所示（在t =15s 处水平虚线与曲线相切），运动过程中玩具汽车电机的输出功率保持20W 不变，假设玩具汽车在两个路段上受到的阻力分别有恒定的大小.(解题时将玩具汽车看成质点)(1)求汽车在AB路段上运动时所受的阻力f1;(2)求汽车刚好开过B点时的加速度a(3)求BC路段的长度.【答案】(1)f1＝5N (2) a＝1.5 m/s2 (3)x=58m【解析】【分析】根据“汽车电机的输出功率保持20W不变”可知，本题考查机车的启动问题，根据图象知汽车在AB段匀速直线运动，牵引力等于阻力，而牵引力大小可由瞬时功率表达式求出；由图知，汽车到达B位置将做减速运动，瞬时牵引力大小不变，但阻力大小未知，考虑在t=15s处水平虚线与曲线相切，则汽车又瞬间做匀速直线运动，牵引力的大小与BC 段阻力再次相等，有瞬时功率表达式求得此时的牵引力数值即为阻力数值，由牛顿第二定律可得汽车刚好到达B点时的加速度；BC段汽车做变加速运动，但功率保持不变，需由动能定理求得位移大小.【详解】(1)汽车在AB路段时，有F1＝f1P＝F1v1联立解得：f1＝5N(2)t＝15 s时汽车处于平衡态，有F2＝f2P＝F2v2联立解得：f2＝2Nt＝5s时汽车开始加速运动，有F1－f2＝ma解得a＝1.5m/s2(3)对于汽车在BC段运动，由动能定理得：解得：x=58m【点睛】抓住汽车保持功率不变这一条件，利用瞬时功率表达式求解牵引力，同时注意隐含条件汽车匀速运动时牵引力等于阻力；对于变力做功，汽车非匀变速运动的情况，只能从能量的角度求解.6．如图所示，一倾角θ=37°的斜面底端与一传送带左端相连于B点，传送带以v=6m/s的速度顺时针转动，有一小物块从斜面顶端点以υ0=4m/s的初速度沿斜面下滑，当物块滑到斜面的底端点时速度恰好为零，然后在传送带的带动下，从传送带右端的C点水平抛出，最后落到地面上的D点，已知斜面长度L1=8m，传送带长度L2=18m，物块与传送带之间的动摩擦因数μ2=0.3，（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）．（1）求物块与斜而之间的动摩擦因数μl；（2）求物块在传送带上运动时间；（3）若物块在D点的速度方向与地面夹角为a=53°，求C点到地面的高度和C、D两点间的水平距离．【答案】（1）（2）4s；（3）4.8m．【解析】试题分析：（1）从A到B由动能定理即可求得摩擦因数（2）由牛顿第二定律求的在传送带上的加速度，判断出在传送带上的运动过程，由运动学公式即可求的时间；（3）物体做平抛运动，在竖直方向自由落体运动，解：（1）从A到B由动能定理可知代入数据解得（2）物块在传送带上由牛顿第二定律：μ2mg=maa=达到传送带速度所需时间为t=s加速前进位移为＜18m滑块在传送带上再匀速运动匀速运动时间为故经历总时间为t总=t+t′=4s（3）设高度为h，则竖直方向获得速度为联立解得h=3.2m下落所需时间为水平位移为x CD=vt″=6×0.8s=4.8m答：（1）求物块与斜而之间的动摩擦因数μl为（2）求物块在传送带上运动时间为4s；（3）若物块在D点的速度方向与地面夹角为a=53°，C点到地面的高度为3.2m和C、D两点间的水平距离为4.8m．【点评】本题主要考查了动能定理、平抛运动的基本规律，运动学基本公式的应用，要注意传动带顺时针转动时，要分析物体的运动情况，再根据运动学基本公式求解．7．滑雪者为什么能在软绵绵的雪地中高速奔驰呢？其原因是白雪内有很多小孔，小孔内充满空气．当滑雪板压在雪地时会把雪内的空气逼出来，在滑雪板与雪地间形成一个暂时的“气垫”，从而大大减小雪地对滑雪板的摩擦．然而当滑雪板对雪地速度较小时，与雪地接触时间超过某一值就会陷下去，使得它们间的摩擦力增大．假设滑雪者的速度超过4 m/s 时，滑雪板与雪地间的动摩擦因数就会由μ1＝0.25变为μ2＝0.125．一滑雪者从倾角为θ＝37°的坡顶A由静止开始自由下滑，滑至坡底B(B处为一光滑小圆弧)后又滑上一段水平雪地，最后停在C处，如图所示．不计空气阻力，坡长为l＝26 m，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8．求：(1)滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化经历的时间；(2)滑雪者到达B处的速度；(3)滑雪者在水平雪地上运动的最大距离．【答案】1s99.2m【解析】【分析】由牛顿第二定律分别求出动摩擦因数恒变化前后的加速度，再由运动学知识可求解速度、位移和时间．【详解】(1)由牛顿第二定律得滑雪者在斜坡的加速度：a1==4m/s2解得滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化所经历的时间：t==1s(2)由静止到动摩擦因素发生变化的位移：x1=a1t2=2m动摩擦因数变化后，由牛顿第二定律得加速度：a 2==5m/s 2由v B 2-v 2=2a 2(L-x 1)解得滑雪者到达B 处时的速度：v B =16m/s(3)设滑雪者速度由v B =16m/s 减速到v 1=4m/s 期间运动的位移为x 3，则由动能定理有：；解得x 3=96m速度由v 1=4m/s 减速到零期间运动的位移为x 4，则由动能定理有：；解得 x 4=3.2m所以滑雪者在水平雪地上运动的最大距离为x=x 3+x 4=96+ 3.2=99.2m8．如图所示，AB 是倾角为θ的粗糙直轨道，BCD 是光滑的圆弧轨道，AB 恰好在B 点与圆弧相切，圆弧的半径为R ，一个质量为m 的物体 (可以看做质点)从直轨道上的P 点由静止释放，结果它能在两轨道间做往返运动．已知P 点与圆弧的圆心O 等高，物体与轨道AB 间的动摩擦因数为μ，求：(1)物体做往返运动的整个过程中，在AB 轨道上通过的总路程； (2)最终当物体通过圆弧轨道最低点E 时，物体对轨道压力的大小和方向． 【答案】（1）RL μ=（2）(32cos )NN F F mg θ'==-，方向竖直向下 【解析】试题分析：（1）物体每完成一次往返运动，在AB 斜面上能上升的高度都减少一些，最终当它达B 点时，速度变为零，对物体从P 到B 全过程用动能定理，有cos cos 0mgR mgL θμθ-=得物体在AB 轨道上通过的总路程为RL μ=（2）最终物体以B 为最高点在圆弧轨道底部做往返运动，设物体从B 运动到E 时速度为v ，由动能定理 有21(1cos )2mgR mv θ-=在E 点，由牛顿第二定律有2N mv F mg R-=得物体受到的支持力(32cos )N F mg θ=-根据牛顿第三定律，物体对轨道的压力大小为(32cos )NN F F mg θ'==-，方向竖直向下．考点：考查了动能定理，牛顿运动定律，圆周运动等应用点评：在使用动能定理分析多过程问题时非常方便，关键是对物体受力做功情况以及过程的始末状态非常清楚9．如图所示，在E＝103 V/m的竖直匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道QPN与一水平绝缘轨道MN在N点平滑相接，半圆形轨道平面与电场线平行，其半径R＝40 cm，N为半圆形轨道最低点，P为QN圆弧的中点，一带负电q＝10－4 C的小滑块质量m＝10 g，与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.15，位于N点右侧1.5 m的M处，g取10 m/s2，求：(1)小滑块从M点到Q点电场力做的功(2)要使小滑块恰能运动到半圆形轨道的最高点Q，则小滑块应以多大的初速度v0向左运动？(3)这样运动的小滑块通过P点时对轨道的压力是多大？【答案】(1) - 0.08J(2) 7 m/s（3）0.6 N【解析】【分析】【详解】（1）W=－qE·2R W= - 0.08J(2)设小滑块到达Q点时速度为v，由牛顿第二定律得mg＋qE＝m2 v R小滑块从开始运动至到达Q点过程中，由动能定理得－mg·2R－qE·2R－μ(mg＋qE)x＝12mv2－12mv联立方程组，解得：v0＝7m/s.(3)设小滑块到达P点时速度为v′，则从开始运动至到达P点过程中，由动能定理得－(mg＋qE)R－μ(qE＋mg)x＝12mv′2－12mv又在P点时，由牛顿第二定律得F N＝m2 v R代入数据，解得：F N＝0.6N由牛顿第三定律得，小滑块通过P点时对轨道的压力F N′＝F N＝0.6N.【点睛】（1）根据电场力做功的公式求出电场力所做的功；（2）根据小滑块在Q 点受的力求出在Q 点的速度，根据动能定理求出滑块的初速度； （3）根据动能定理求出滑块到达P 点的速度，由牛顿第二定律求出滑块对轨道的压力，由牛顿第三定律得，小滑块通过P 点时对轨道的压力．10．如图所示，半圆轨道的半径为R=10m ，AB 的距离为S=40m ，滑块质量m=1kg ，滑块在恒定外力F 的作用下从光滑水平轨道上的A 点由静止开始运动到B 点，然后撤去外力，又沿竖直面内的光滑半圆形轨道运动，且滑块通过最高点C 后又刚好落到原出发点A ；g=10m/s 2求：（1）滑块在C 点的速度大小v c (2) 在C 点时，轨道对滑块的作用力N C （3）恒定外力F 的大小【答案】（1）v c =20m/s （2）Nc=30N ，方向竖直向下（3）F="10N" 【解析】试题分析：（1） C 点飞出后正好做平抛运动，则212{2R gt x vt== 联立上述方程则v c =20m/s（2）根据向心力知识则2N v mg F m r+=FN=30N ，方向竖直向下。
动能定理在实际问题中的应用
动能定理是物理学中的一个重要定理，描述了物体的动能与力的关系。
在实际问题中，动能定理可以应用于以下几个方面：
碰撞问题：动能定理可以用来分析碰撞过程中物体的速度变化和能量转化。
例如，可以用动能定理来计算两个物体碰撞前后的速度变化和动能损失。
物体运动的加速度问题：动能定理可以用来分析物体在外力作用下的加速度变化。
通过比较物体的初末动能，可以求解物体的加速度或力的大小。
机械能守恒问题：动能定理可以与势能定理相结合，应用于机械能守恒的问题。
例如，当物体在重力作用下从高处自由落体时，动能定理可以与势能定理相结合，推导出落体物体的速度与高度的关系。
动力学分析问题：动能定理可以用来分析物体受到的复杂力的作用下的运动情况。
通过计算物体的动能和力的关系，可以推导出物体的运动方程，进而预测物体的运动轨迹和速度变化。
总之，动能定理在实际问题中具有广泛的应用，可以帮助我们理解物体的运动规律和能量转化过程，提供了分析和解决问题的工具。
动能定理的应用
应用一： ： 如图距软泥水平面高为h=5m的地方， h=5m的地方 如图距软泥水平面高为h=5m的地方，一质量 m=1kg的小球由静止开始释放 的小球由静止开始释放， m=1kg的小球由静止开始释放，落地后陷入到软 泥中，在软泥中小球所受阻力平均值f=110N f=110N， 泥中，在软泥中小球所受阻力平均值f=110N， 求最后小球停下时陷入泥中的深度d是多少？ 求最后小球停下时陷入泥中的深度d是多少？
F A B
自主应用 课时训练P93-94 课时训练 11、12题 、 题
h d
应用二: 应用二: 如图所示，右端连有光滑弧形槽的水平桌面AB 如图所示，右端连有光滑弧形槽的水平桌面AB L=1.5m，将一质量m=0.5kg的木块在F=1.5N m=0.5kg的木块在F=1.5N的 长L=1.5m，将一质量m=0.5kg的木块在F=1.5N的 水平拉力作用下，从桌面睥A 水平拉力作用下，从桌面睥A端由静止开始向右 运动，木块到达B 端时撤去拉力F 运动，木块到达B 端时撤去拉力F，木块与水面 桌面的动摩擦因数u=0.2 u=0.2， 桌面的动摩擦因数u=0.2，取g=10m/s2, 木块沿弧形槽上升的最大高度； 求：1、木块沿弧形槽上升的最大高度； 木块没弧形槽滑回B端后， 2、木块没弧形槽滑回B端后， 在水平桌面上滑动的最大距离
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动能定理的应用（一）
1．水平桌面上有一物体在一水平恒力作用下，速度由零到v 和由v 增加到2v 两阶段水平恒力Ｆ所做的功分别为Ｗ1和Ｗ2，则Ｗ1：Ｗ2为 （ ）
A ．１：１
B ．１：２
C ．１：３
D ．１：４
2．如图所示，一个质量m 为2kg 的物块，从高度h=5m 、长度l =10m
的光滑斜面的顶端A 由静止开始下滑，那么，物块滑到斜面底
端B 时速度的大小是（不计空气阻力，g 取10m/s 2） （ ）
A ．10m/s
B ．102m/s
C ．100m/s
D ．200m/s 3．甲物的质量是乙物的质量的两倍，它们以相同的初速度开始在水平面上滑行，如果摩擦系数相同，两物体滑行的最远距离分别为S 1和S 2，则 （ ）
A ．S 1=S 2
B ．S 1>S 2
C ．S 1<S 2
D ．以上答案都不对
4．一颗子弹速度为v 时，刚好打穿一块钢板，那么速度为2v 时，可打穿_____块同样的钢板，要打穿n 块同样的钢板，子弹速度应为_____。
5．某运动员臂长l ，将质量为m 的铅球推出。
铅球出手时的速度大小为v 0，方向与水平方向成30°角，则运动员对铅球做了多少功？
6．人从高h 处将一质量为m 的小球水平抛出，不计空气阻力，测得球落地时速度的大小为v ，则人抛球时对球做了多少功？
7．质量为1kg 的铁球，由离泥浆地面3m 高处自由落下，陷入泥浆中30cm 后静止，则重力对铁球所做的功是多少？铁球克服泥浆阻力所做的功是多少？（g 取10m/s 2）
8．质量M＝6.0×103kg的客机，从静止开始沿平直的跑道滑行，当滑行距离l = 7.2×102 m时，达到起飞速度v＝60m/s．求：
（1）起飞时飞机的动能多大？
（2）若不计滑行过程中所受的阻力，则飞机受到的牵引力为多大？
（3）若滑行过程中受到的平均阻力大小为f＝3.0×103N，牵引力与第（2）问中求得的值相等，则要达到上述起飞速度，飞机的滑行距离应为多大？
9．一个人骑自行车上坡，坡高5.0 m，坡长100 m，车与人共重9.8×102 N，人蹬车的牵引力为78 N，车在坡底的速度为5.0 m/s，到坡顶时速度为3.0 m/s．问：
（1）上坡过程中，自行车克服摩擦阻力做了多少功?
（2）如果人不用力蹬车，车在坡底速度仍为5.0 m/s，自行车能上行多远?
10．如图，光滑圆弧的半径为80cm，有一质量为1.0kg的物体自A点从静止开始下滑到B 点，然后又沿水平面前进4m，到达C点停止，求：
（1）物体到达B点时的速度；
（2）物体沿水平面运动的过程中摩擦力做的功；
（3）物体与水平面间的动摩擦因数。
（g取10m/s2）。