高二物理動能定理及其應用(編輯修改稿)
2024-12-15 01:51 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 。 (2)最終當物體通過圓弧軌道最低點 E時 ,對圓弧軌道的壓力 。 (3)為使物體能順利到達圓弧軌道的最高點 D,釋放點距 B點的距離 L39。應滿足什么條件 ? R?( 3 2 )c o s mg??322 ( )c o sLRs in c o s?? ? ??? ??解析 :(1)因為摩擦力始終對物體做負功 ,所以物體最終在圓心角為 2θ 的圓弧上往復運動 .對整體過程由動能定理得mgRcosθμmgcosθs=0,所以 .Rs ??題型三 ti xing san動能定理的綜合應用 【 例 3】 (2020高考山東卷 )某興趣小組設計了如圖 528所示的玩具軌道 ,其中 “ 2020”四個等高數(shù)字用內(nèi)壁光滑的薄壁細圓管彎成 ,固定在豎直平面內(nèi) (所有數(shù)字均由圓或半圓組成 ,圓半徑比細管的內(nèi)徑大得多 ),底端與水平地面相切 .彈射裝置將一個小物體 (可視為質(zhì)點 )以 va=5 m/s的水平初速度由 a點彈出 ,從 b點進入軌道 ,依次經(jīng)過 “ 8002”后從 p點水平拋出 .小物體與地面 ab段間的動摩擦因數(shù) μ =,不計其他機械能損失 .已知 ab段長 L= m,數(shù)字 “ 0”的半徑 R= m,小物體質(zhì)量 m= kg,取 g=10 m/ : (1)小物體從 p點拋出后的水平射程 . (2)小物體經(jīng)過數(shù)字“ 0”的最高點時管道對小物體作用力的大小和方向 . 答案 :(1) m (2) N 方向豎直向下 解析 :(1)設小物體運動到 p點時的速度大小為 v,對小物體由 a運動到 p過程應用動能定理得 ① 小物體自 p點做平拋運動 ,設運動時間為 t,水平射程為 s,則 ② s=vt③ 聯(lián)立①②③式 ,代入數(shù)據(jù)解得 s= m. 22112 22v am g L R m g m m v? ? ? ?2122tRg? (2)設在數(shù)字 “ 0”的最高點時管道對小物體的作用力大小為 F,取豎直向下為正方向 ,則 ④ 聯(lián)立①④式 ,代入數(shù)據(jù)解得 F= N, 方向豎直向下 . 2mvF m g R??方法總結(jié) :本題綜合考查動能定理 ?圓周運動等知識 ,對這類問題的處理 ,一方面要注意過程的選取 ,另一方面還要結(jié)合具體的運動特點分析一些特殊位置的受力情況和運動狀態(tài) ,如在本題中的特殊點即為圓形軌道的最高點 . 創(chuàng)新預測 3如圖所示 ,一固定在豎直平面內(nèi)的光滑的半圓形軌道 ABC,其半徑 R= m,軌道在 C處與水平地面相切 .在 C處放一小物塊 ,給它一水平向左的初速度 v0=5 m/s,結(jié)果它沿 CBA運動 ,通過 A點 ,最后落在水平面上的 D點 ,求 C?D間的距離x(取重力加速度 g=10 m/s2). 答案 :1 m 解析 :設小物塊的質(zhì)量為 m,過 A處時的速度為 v,由 A到 D經(jīng)歷的時間為 t,根據(jù)動能定理得 : ① 由平拋運動規(guī)律得 : ② x=vt③ 由①②③式并代入數(shù)據(jù)得 x=1 m. 22011 222vm m v m g R? ? ?2122tRg?高 效 作 業(yè) 一 ?選擇題 ,下列說法中正確的是 ( ) ,其動能一定變化 ,其動能一定變化 ,其運動狀態(tài)一定發(fā)生改變 ,其動能一定也變化越大 答案 :C 解析 :A選項中若速度的方向變化而大小不變 ,則其動能不變化 ,故 A錯 .B選項中物體受合外力不為零 ,只要速度大小不變 ,其動能就不變化 ,如勻速圓周運動中 ,物體合外力不為零 ,但速度大小始終不變 ,動能不變 ,故 B錯 ,C選項中 ,物體動能變化 ,其速度一定發(fā)生變化 ,故運動狀態(tài)改變 ,C選項正確 .D選項中 ,物體速度變化若僅由方向變化引起時 ,其動能不變 ,如勻速圓周運動中 ,速度變化 ,但動能始終不變 ,故 D錯 . ,經(jīng)過斜面上 A?B兩點 ,到達斜面上最高點后返回時 ,又通過了 B?A兩點 ,如圖 5210所示 ,關于物塊上滑時由 A到 B的過程和下滑時由 B到 A的過程 ,動能的變化量的絕對值 Δ E上 和 Δ E下 以及所用時間 t上 和 t下相比較 ,有 ( ) ΔE下 ,t上 t下 ΔE下 , t上 t下 ΔE下 , t上 t下 ΔE下 , t上 t下 答案 :D 解析 :ΔE上 =W阻 +mgh,ΔE下 =mghW阻 , 即 Δ E上 ΔE下 . 整個斜面是粗糙的 ,所以在 AB段 ,.v v t t??下 下上 上 m的物體 ,從靜止開始沿水平方向運動 ,前進距離 x后 ,速度為 v(物體與手始終相對靜止 ),物體與人手掌之間的動摩擦因數(shù)為 μ ,
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