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《2018-2019學(xué)年高中物理第3章動能的變化與機械功33動能定理的應(yīng)用學(xué)案滬科版必修2》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、3.3動能定理的應(yīng)用［學(xué)習目標］1.能靈活運用合力做功的兩種求法.2.會用動能定理分析變力做功、曲線運動以及多過程問題.3.熟悉應(yīng)用動能定理的步驟，領(lǐng)會應(yīng)用動能定理解題的優(yōu)越性.重點探究啟迪思維探究重點一、研究汽車的制動距離應(yīng)用動能定理分析問題，只需考慮物體初、末狀態(tài)的動能與所做的功，而不必考慮物體的加速度和時間，因而往往比用牛頓運動定律和運動學(xué)規(guī)律更簡便.【例1】質(zhì)量為加的汽車正以速度％運動，司機踩下剎車閘，經(jīng)過位移s后汽車停止運動，若阻力為/；則汽車的制動距離與汽車的初速度的關(guān)系如何？“4iiivq答案石'解
2、析由動能定理得：12zrmvf—fs=Q—甩iivq得：s=~^y規(guī)律總結(jié)■11.在f一定的情況下:SX耐(,即初動能越大，位移S越大.2.對于給定汽車(刃一定)，若f相同，則於，即初速度越大，位移S就越大.若水平路面的動摩擦因數(shù)?…定,則擔二、合力做功與動能變化1.合力做功的求法(1)一般方法：倂合=用+%+…(即合力做的功等于各力對物體做功的代數(shù)和).對于多過程問題總功的計算必須用此方法.(2)多個恒力同時作用下的勻變速運動:%=F合scoss2.合力做功與動能的變化的關(guān)系合力做功與動能的變化滿足動能定理，其
3、表達式有兩種：(1)侈+桃+???=△$.(2)俗合=AK.【例2】如圖1所示，利用斜面從貨車上卸貨，每包貨物的質(zhì)量7/7=20kg,斜面傾角a=37°,斜面的長度s=0.5m,貨物與斜面間的動摩擦因數(shù)〃=0.2,求貨物由靜止開始滑到底端的動能.(取尸10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)圖1答案見解析解析方法一斜面上的貨物受到重力。、斜面支持力川和摩擦力f共三個力的作用，如圖所示.貨物位移的方向沿斜面向下.可以用正交分解法，將貨物所受的重力分解到與斜面平行的方向和與斜而垂直的方向.可以看出，
4、三個力中重力和摩擦力対貨物做功，而斜面支持力對貨物沒有做功.其中重力G對貨物做正功倂=〃/gssin37°=20X10X0.5X0.6J=60J支持力片對貨物沒有做功，艇=0摩擦力f對貨物做負功於=(“哪os37°)scos180°=-0.2X20X10X0.8X0.5J=-16J所以，合外力做的總功為％=倂+幽+幽=(60+0—16)J=44J由動能定理戶民一反(其中乩=0)知貨物滑到底端的動能&2=ff7=44J.方法二若先計算合外力再求功，則合外力做的功*=F含s=(mgsin37°—pmgcos37°)s
5、=(20X10X0.6—0.2X20X10X0.8)X0.5J=44J同樣可以得到貨物到底端時的動能應(yīng)=44J三、利用動能定理求變力的功1.動能定理不僅適用于求恒力做功，也適用于求變力做功，同時因為不涉及變力作用的過程分析，應(yīng)用非常方便.2.利用動能定理求變力的功是最常用的方法，當物體受到一個變力和兒個恒力作用時，可以用動能定理間接求變力做的功，即〃空+"'其他=△伐.【例3】如圖2所示，質(zhì)量為/〃的小球自由下落〃后，沿豎直面內(nèi)的固定軌道運動，AB是半徑為d的扌光滑圓弧，力是直徑為〃的粗糙半圓?。āㄊ擒壍赖淖畹忘c
6、）.小球恰能通過圓弧軌道的最高點C重力加速度為幻求：圖2（1）小球運動到〃處時對軌道的壓力大小.（2）小球在腮運動過程中，摩擦力對小球做的功.3答案（1）5颶（2）—^mgd]2解析（1）小球下落到〃點的過程由動能定理得2mgd=-mv,在〃點：N—/ng=iir^,得：河=5/昭，根據(jù)牛頓第三定律：A"=N=Sng.丄亦一.⑵在C點，mg=in-^.小球從〃運動到Q的過程：219193勞v；—另用=—】ngd~~爪,得倂=—&驅(qū)M針對訓(xùn)練如圖3所示，某人利用跨過定滑輪的輕繩拉質(zhì)量為10kg的物體.定滑輪的位置
7、比/點高3m.若此人緩慢地將繩從〃點拉到〃點，且人〃兩點處繩與水平方向的夾角分別為37°和30°,則此人拉繩的力做了多少功？（g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,不計滑輪的質(zhì)量和摩擦）答案100J解析取物體為研究對象，設(shè)繩的拉力對物體做的功為借根據(jù)題意有/i=3ni.物體升咼的咼度入h=sin30°sin37°:①對全過程應(yīng)用動能定理"'一〃矽△力=0.②由①②兩式聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得w=100J.則人拉繩的力所做的功倂人=伊=100J.四、利用動能定理分析多過程問題一個物體的運動如果包含
8、多個運動階段，可以選擇分段或全程應(yīng)用動能定理.(1)分段應(yīng)用動能定理時，將復(fù)雜的過程分割成一個個子過程，對每個子過程的做功情況和初、末動能進行分析，然后針対每個子過程應(yīng)用動能定理列式，然后聯(lián)立求解.(2)全程應(yīng)用動能定理吋，分析整個過程中出現(xiàn)過的各力的做功情況，分析每個力做的功，確定整個過程中合外力做的總功，然后確定整個過程的初、末動能，針對整個過程利用動能定理列式求解.
