高中物理动能定理的运用归纳及总结

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一、整过程运用动能定理 (一)水平面问题

1、一物体质量为2kg ,以4m/s 的速度在光滑水平面上向左滑行。从某时刻起作用一向右的水平力,经过一段时间后,滑块的速度方向变为水平向右,大小为4m/s ,在这段时间内,水平力做功为( )

A. 0

B. 8J

C. 16J

D. 32J

2、 一个物体静止在不光滑的水平面上,已知m=1kg ,u=0.1,现用水平外力F=2N ,拉其运

动5m 后立即撤去水平外力F ,求其还能滑 m (g 取2

/10s m )

【解析】对物块整个过程用动能定理得:

()0

00=+-s s umg Fs

解得:s=10m

3、总质量为M 的列车,沿水平直线轨道匀速前进,其末节车厢质量为m ,中途脱节,司机发觉时,机车已行驶L 的距离,于是立即关闭油门,除去牵引力,如图所示。设运动的阻力与质量成正比,机车的牵引力是恒定的。当列车的两部分都停止时,它们的距离是多少?

【解析】对车头,脱钩后的全过程用动能定理得:

201)(2

1

)(V m M gS m M k FL --=--

对车尾,脱钩后用动能定理得:

2022

1

mV kmgS -=-

而21S S S -=∆,由于原来列车是匀速前进的,

所以F=kMg

由以上方程解得m

M ML

S -=∆。

(二)竖直面问题(重力、摩擦力和阻力) 1、人从地面上,以一定的初速度

v 将一个质量为m 的物体竖直向上抛出,上升的最大高度

为h ,空中受的空气阻力大小恒力为f ,则人在此过程中对球所做的功为( )

A. 2021mv

B. fh mgh -

C. fh

mgh mv -+2021 D. fh mgh +

S 2

S 1

L

V 0

V 0

2、一小球从高出地面H 米处,由静止自由下落,不计空气阻力,球落至地面后又深入沙坑h 米后停止,求沙坑对球的平均阻力是其重力的多少倍。 【解析】钢球从开始自由下落到落入沙中停止为研究过程 根据动能定理w 总

=△E K

可得: W G

+W f

=0-0①

重力做功W G =G (H+h )② 阻力做功W f

=-fh ③

由①②③解得:f=(1+

h

H )

(三)斜面问题

1、如图所示,斜面足够长,其倾角为α,质量为m 的滑块,距挡板P 为S 0,以初速度V 0沿斜面上滑,滑块与斜面间的动摩擦因数为μ,滑块所受摩擦力小于滑块沿斜面方向的重力分力,若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失,求滑块在斜面上经过的总路程为多少?

【解析】设其经过和总路程为L ,对全过程,由动能定理

得:

2

002

10cos sin mv L ng mgS -

=-αμα 得α

μαcos 21sin mgS 200mg mv L +

=

2、一块木块以s m v /100=初速度沿平行斜面方向冲上一段长L=5m ,倾角为︒=30α的斜面,见图所示木块与斜面间的动摩擦因数2.0=μ,求木块冲出斜面后落地时的速率(空气

阻力不计,2

/10s m g =)。

【解析】:整个过程中重力等于没有做功 只有摩擦力作负功:

2

022

121cos mv mv L umg -=

⋅∂-

解得: v=8.08

分析:斜面是否足够长若够长且能滑落到地面:

斜面的最小长度s :s ug g v )cos sin (22

0∂-∂=

则落地速度:2022

1212cos mv mv L umg -=⋅∂-

V 0 S 0

α P

A

B C

h S 1 S 2 α m

3、如图所示,小滑块从斜面顶点A 由静止滑至水平部分C 点而停止。已知斜面高为h ,滑块运动的整个水平距离为s ,设转角B 处无动能损失,斜面和水平部分与小滑块的动摩擦因数相同,求此动摩擦因数。 【解析】滑块从A 点滑到C 点,只有重力和摩擦力做功,设滑块质量为m ,动摩擦因数为u ,斜面倾角为a ,斜面底边长s 1,水平部分长s 2,

由动能定理得:

0cos cos 21-=-⋅-mgs s mg mgh μα

αμ 解得s h u = (四)圆弧

1、如图所示,质量为m 的物体A ,从弧形面的底端以初速v 0往上滑行,达到某一高度后,又循原路返回,且继续沿水平面滑行至P 点而停止,则整个过程摩擦力对物体所做的功 。

【解析】整个过程重力做功为零:

2021mv w =

2、如图所示,AB 和CD 为两个对称斜面,其上部足够长,下部分别与一个光滑圆弧面的两

端相切,圆弧所对圆心角为1200

,半径R=2m ,整个装置处在竖直平面上。一个物体在离弧底E 的高度h=3m 处以速率v 0=4m/S 沿斜面向下运动,若物体与斜面间的动摩擦因数u=0.02,试求物体在斜面(不包括圆弧部分)上能走多长的路程?

【解析】设物体在斜面上走过的路程为s ,经分析,物体在运动过程中只有重力和摩擦力对它做功,最后的状态是在B 、C 之间来回运动,则在全过程中,由动能定理得

[]

2

002

160cos )60cos 1(mv s mg u R h mg -=⋅⋅--- 代入数据,解得s=280m

(五)圆周运动

1、如图所示,质量为m 的物块与转台之间的动摩擦因数为μ,物体与转轴相距R ,物块随转台由静止开始运动,当转速增加到某值时,物块即将在转台

上滑动,此时,转台已开始做匀速运动,在这一过程中,摩擦力对物体做的功为( )

A.0

B. mgR πμ2

C. mgR μ2

D. 2/mgR μ

A P

v 0