动能定理综合应用的几种类型
王恒荣
一、动能与其他形式能的综合
例1 一个25 kg的小孩从高度为3.0 m的滑梯顶端由静止开始滑下,滑到底端时的速度为2.0 m/s.取g=10 m/s2,关于力对小孩做的功,以下结果正确的是()
A.合外力做功50 J
B.阻力做功500 J
C.重力做功500 J
D.支持力做功50 J
【点评】功是能量转化的量度,物体动能发生变化则一定有力对物体做了功.动能定理应用中求合力的功及确定物体初末状态的动能是关键.解题时要巧妙地运用好功能关系、能量守恒定律,同时注意把动能的变化,重力势能的变化,机械能的变化与相应力做功的关系区别开来.
【点评】对多过程问题可采用分段法和整段法处理,解题时应灵活处理,通常用整段法解题往往比较简洁.用动能定理分析多过程问题,关键是对研究对象进行准确的受力分析及运动过程分析,并画出物体运动过程的示意图,通过示意图帮助我们理解物理过程和各量关系,有些力在物体运动全过程中不是始终存在的,在计算外力做功时更应引起注意.
三、动能定理分析变力做功问题
例3 如图1所示,一个质量为m的圆环套在一根固定的水平直杆上,环与杆间动摩擦因数为μ,现给环一个向右的初速度vo,如果在运动过程中还受到一个方向始终竖直向上的力F的作用,已知力F的大小为F=kv(k为常数,v为环的运动速度),则环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功(假设杆足够长)可能为
()
【点评】在连接体问题中,若不涉及系统内的相互作用时,常以整体为研究对象求解,对系统应用动能定理列式时要特别注意防止遗漏系统内物体的动能.这类问题也可以运用隔离法选择研究对象,运用牛顿运动定律求解,但解题过程一般比较复杂,而运用功能原理求解时则就显得简单多了,
【點评】动能定理与图象相结合的试题,综合信息强,这类题对同学们的能力也相对较高.此类试题常常涉及v-t、F-t等图象,分析时应从图象中提取与速度、功、动能等相关的信息,然后用动能定理进行解题.
一、动能与其他形式能的综合
例1 一个25 kg的小孩从高度为3.0 m的滑梯顶端由静止开始滑下,滑到底端时的速度为2.0 m/s.取g=10 m/s2,关于力对小孩做的功,以下结果正确的是()
A.合外力做功50 J
B.阻力做功500 J
C.重力做功500 J
D.支持力做功50 J
【点评】功是能量转化的量度,物体动能发生变化则一定有力对物体做了功.动能定理应用中求合力的功及确定物体初末状态的动能是关键.解题时要巧妙地运用好功能关系、能量守恒定律,同时注意把动能的变化,重力势能的变化,机械能的变化与相应力做功的关系区别开来.
【点评】对多过程问题可采用分段法和整段法处理,解题时应灵活处理,通常用整段法解题往往比较简洁.用动能定理分析多过程问题,关键是对研究对象进行准确的受力分析及运动过程分析,并画出物体运动过程的示意图,通过示意图帮助我们理解物理过程和各量关系,有些力在物体运动全过程中不是始终存在的,在计算外力做功时更应引起注意.
三、动能定理分析变力做功问题
例3 如图1所示,一个质量为m的圆环套在一根固定的水平直杆上,环与杆间动摩擦因数为μ,现给环一个向右的初速度vo,如果在运动过程中还受到一个方向始终竖直向上的力F的作用,已知力F的大小为F=kv(k为常数,v为环的运动速度),则环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功(假设杆足够长)可能为
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【点评】在连接体问题中,若不涉及系统内的相互作用时,常以整体为研究对象求解,对系统应用动能定理列式时要特别注意防止遗漏系统内物体的动能.这类问题也可以运用隔离法选择研究对象,运用牛顿运动定律求解,但解题过程一般比较复杂,而运用功能原理求解时则就显得简单多了,
【點评】动能定理与图象相结合的试题,综合信息强,这类题对同学们的能力也相对较高.此类试题常常涉及v-t、F-t等图象,分析时应从图象中提取与速度、功、动能等相关的信息,然后用动能定理进行解题.