動能定理和機械能守恒(教師)(編輯修改稿)
2025-06-08 00:14 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 由動能定理,有mgRWABμmgR=0 所以. WAB= mgRμmgR=(1μ) mgR 答案為D［變式訓練2］質(zhì)量為m的小球用長為L的輕繩懸于O點，如右圖44所示，小球在水平力F作用下由最低點P緩慢地移到Q點，在此過程中F做的功為（B ）圖44 （1－cosθ） 題型四:動能定理與圖象的結(jié)合問題F/Nx/mx0OFmxF?Ox0解決這類問題需要注意:挖掘圖象信息,重點分析圖象的坐標、切線斜率、包圍面積的物理意義.［例4］靜置于光滑水平面上坐標原點處的小物塊，在水平拉力F作用下，沿x軸方向運動，拉力F隨物塊所在位置坐標x的變化關(guān)系如圖45所示，圖線為半圓．則小物塊運動到x0處時的動能為( )A．0 B． C． D．圖45［解析］由于水平面光滑,所以拉力F即為合外力,F隨位移X的變化圖象包圍的面積即為F做的功, 設(shè)x0處的動能為EK由動能定理得: EK0=== 答案:C圖46［變式訓練3］在平直公路上，汽車由靜止開始作勻加速運 動，當速度達到vm后立即關(guān)閉發(fā)動機直到停止，vt圖像如圖46所示。設(shè)汽車的牽引力為F，摩擦力為f，全過程中牽引力做功W1，克服摩擦力做功W2，則( BC )A．F：f=1：3 B．F：f=4：1 C．W1：W2 =1：1 D．W1：W2=l：3K題型五:機械能守恒定律的靈活運用解決這類問題需要注意:靈活運用機械能守恒定律的三種表達方式:,.圖47［例5］如圖47所示，粗細均勻的U形管內(nèi)裝有總長為4L的水。開始時閥門K閉合，左右支管內(nèi)水面高度差為L。打開閥門K后，左右水面剛好相平時左管液面的速度是多大？（管的內(nèi)部橫截面很小，摩擦阻力忽略不計）［解析］由于不考慮摩擦阻力，故整個水柱的機械能守恒。從初始狀態(tài)到左右支管水面相平為止，相當于有長L/2的水柱由左管移到右管。系統(tǒng)的重力勢能減少，動能增加。該過程中，整個水柱勢能的減少量等效于高L/2的水柱降低L/2重力勢能的減少。不妨設(shè)水柱總質(zhì)量為8m，則，得。［變式訓練4］如圖48所示，游樂列車由許多節(jié)車廂組成。列車全長為L，圓形軌道半徑為R，（R遠大于一節(jié)車廂的高度h和長度l，但L2πR）.已知列車的車輪是卡在導軌上的光滑槽中只能使列車沿著圓周運動，在軌道的任何地方都不能脫軌。試問：在沒有任何動力的情況下，列車在水平軌道上應具有多大初速度v0，才能使列車通過圓形軌道而運動到右邊的水平軌道上？題型六:系統(tǒng)機械能守恒的問題［例6］如圖所示，輕桿長為3L，在桿的A、B兩端分別固定質(zhì)量均為m的球A和球B，桿上距球A為L處的點O裝在光滑的水平轉(zhuǎn)動軸上，桿和球在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動，已知球B運動到最高點時，球B對桿恰好無作用力．求：(1)球B在最高點時，桿對水平軸的作用力大?。?2）球B轉(zhuǎn)到最低點時，球A和球B對桿的作用力分別是多大？方向如何？解：(1)球B在最高點時速度為v0，有 ，得.此時球A的速度為，設(shè)此時桿對
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