探究外力做功與物體動能變化的關(guān)系-閱讀頁
2025-01-29 01:54本頁面
【正文】 (4)明確研究對象在對應(yīng)研究過程中的初 、 末狀態(tài)． (5)由動能定理的 W合 ＝ Ek2－ Ek1列式求解未知量 ． 如圖 4－ 3－ 6所示 ， 質(zhì)量為 m的物體置于光滑的水平面上 ， 用一根繩子一端固定在物體上 ，另一端通過定滑輪 ， 以恒定速 率 v0拉繩子 ， 物體由靜止開始 運(yùn)動 ， 當(dāng)繩子與水平方向夾 角 α＝ 45176。 時，物體的速度為 v ＝v0co s α＝ 2 v0. 由動能定理得 W ＝12m v2－ 0 ＝12m ( 2 v0)2＝ m v20. 【 答案 】 mv 【 方法總結(jié) 】 對變力做功直接應(yīng)用功的公式無法求解 ， 而應(yīng)用動能定理非常方便 ， 動能定理可以求解變力做功的問題 ． 如圖 4－ 3－ 7所示 ， 軌道的兩端翹起 ， 中間平直 ， 平直部分長 s＝ m， 動摩擦因數(shù) μ＝ ， 兩端翹起的部分是光滑的 ， 設(shè)一物體從距平直部分高 h＝ m處由靜止沿軌道滑下 ， 則物體在平直軌道上運(yùn)動所通過的總路程是多少 ？ 全程法應(yīng)用動能定理 例 4 圖 4－ 3－ 7 【 思路點(diǎn)撥 】 對于一些復(fù)雜的物理過程 ， 尤其是涉及非勻變速直線運(yùn)動的過程 ， 應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律很難解決 ， 而動能定理由于不涉及中間過程， 所以在全過程中應(yīng)用動能定理更簡捷 ． 【 自主解答 】 物體從左側(cè)彎曲軌道滑下 ， 通過平直軌道后滑上右側(cè)彎曲軌道 ， 再從右側(cè)軌道下來 ， 滑上左側(cè)軌道 ， 這樣往復(fù)數(shù)次后 ， 因平直軌道的摩擦作用 ， 物體將停止在平直軌道上 ， 選取 物體剛開始下滑至停止這一運(yùn)動過程來研究，物體的初動能 Ek1＝ 0，末動能 Ek2＝ 0，設(shè)物體的質(zhì)量為 m，在平直軌道上運(yùn)動的總路程為 s′ .則摩擦力做的功 Wf＝－ μmgs′ ，重力做的功 WG＝ mgh，軌道的支持力不做功． 【 答案 】 10 m 根據(jù)動能定理得－ μ m g s ′ ＋ m g h ＝ 0 解得： s ′ ＝hμ ＝ 0 m ＝ 10 m . 變式訓(xùn)練 ( 單選 ) 如圖 4 － 3 － 8 所示， AB 為14圓弧軌道， BC為水平直軌道，圓弧的半徑為 R ， BC 的長度也是 R .一質(zhì)量為 m 的物體，與兩個軌道的動摩擦因數(shù)都為 μ ，當(dāng)它由軌道頂端 A 從靜止下滑時，恰好運(yùn)動到 C 處停止，那么物體在 AB 段克服摩擦力做功為 ( ) 圖 4－ 3－ 8 A.12μ m g R B.12m g R C ． m g R D ． (1 － μ ) m g R 解析： 選 A到 B所受彈力要發(fā)生變化 ，摩擦力大小也要隨之發(fā)生變化 ， 所以求克服摩擦力做的功 ， 不能直接用功的公式求得 ． 而在BC段克服摩擦力所做的功 ， 可直接求得 ． 對從A到 C全過程應(yīng)用動能定理即可求出在 AB段克服摩擦力所做的功 ． 設(shè)物體在 AB段克服摩擦力所做的功為 WAB， 物體從 A到 C的全過程 ， 根據(jù)動能定理有 mgR－ WAB－μmgR＝ 0 所以有 WAB＝ mgR－ μmgR＝ (1－ μ)mgR. 本部分內(nèi)容講解結(jié)束 點(diǎn)此進(jìn)入課件目錄 按 ESC鍵退出全屏播放 謝謝使用
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