动能定理在高中物理中占有重要的地位,是学生学习的重点又是难点。掌握动能定理的解题方法,是学好高中物理的基础。它能有效地拓展学生的解题方法,对学生思维的能动性的提高起着举足轻重的作用。下面从几个方面谈一下动能定理在实际中的具体应用。
一、应用动能定理的一般思维程序:
1.确定研究对象,进行受力分析,认真画出受力分析示意图;
2.若问题中涉及到F、s 、v 、m 等物理量,考虑用动能定理;
3.确定研究的物理过程(起点和终点),分析这过程中有哪些力对研究对象作功,做了多少功,正功还是负功,求出总功;
4.确定研究过程起点和终点的动能,列出动能定理表达式;
5.求解,必要时讨论结果的合理性。
二、常规题(匀变速直线运动)
例1 用拉力F使一个质量为m的木箱由静止开始在水平冰道上移动了s,拉力F跟木箱前进的方向的夹角为α(如图1),木箱与冰道间的摩擦因数为μ,求木箱获得的速度?
■
由动能定理列方程得
■
三、多过程问题
例2 铁球从1m高处掉入沙坑,则已知铁球在下陷过程中受到沙子的平均阻力为铁球重力的20倍(如图2),则铁球在沙中下陷深度为多少?
■
解法一:分段列式
自由下落:■
沙坑减速:■
解法二:全程列式 ■
四、求变力做功问题
例3 一颗质量m=10g的子弹,以速度v=600m/s从枪口飞出,子弹飞出枪口时的动能为多少?若测得枪膛长s=0.6m,则火药引爆后产生的高温高压气体在枪膛内对子弹的平均推力多大?
由动能定理列方程得
■
五、求解曲线运动问题
例4 某人从距地面25m高处水平抛出一小球,小球质量100g,
[字体:大 中 小]
出手时速度大小为10m/s,落地时速度大小为16m/s,取g=10m/s2,试求:
(1)人抛球时对小球做多少功?
(2)小球在空中运动时克服阻力做功多少?
对不同的过程利用动能定理列方程得
人抛球的过程:■
球在空中的过程:■
列式时要注意W合和ΔEK的正负
六、多过程问题
例6 如图3所示,质量为1kg的木块(可视为质点)静止在高1.2m的平台上,木块与平台间的动摩擦因数为0.2,用水平推力20N使木块产生位移3m时撤去,木块又滑行1m时飞出平台,求木块落地时速度的大小?
■
全过程列式:
■
当然,动能定理的应用范围很广,远不止这些例子。适用于直线、曲线、恒力、变力,解题简洁方便,只有灵活掌握,才能发挥主观能动性,提高学习物理的兴趣,使能动性得以发挥。
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