物理网博客
一道典型动能定理例题讲解
2013.11.09 19:21

王尚老师微信

关注王尚老师微信公众号:王尚 ,可免费获取物理视频资料

必修2中动能定理是一个难点,刚接触学习的同学往往有些厌烦,总感觉不考虑中间的加速度和运动时间,分析问题有点“不靠谱”。

动能定理其实建立的是“初始”与“末了”之间的方程,我们不用管具体过程中的加速度,只去研究做功与始末态的动能就可以。具体看下面的例题:

如图所示,AB与CD为两个对称斜面,其上部都足够长,下部分分别与一个光滑的圆弧面的两端相切,圆弧圆心角为120°,半径R=2.0m,一个物体在离弧底E高度为h=3.0m处,以初速度V0=4m/s沿斜面运动,若物体与两斜面的动摩擦因数均为μ=0.02,则物体在两斜面上(不包括圆弧部分)一共能走多少路程?(g=10m/s2)
物理题图像
分析:由于滑块在斜面上受到摩擦阻力作用,所以物体的机械能将逐渐减少,最后物体在BEC圆弧上作永不停息的往复运动。由于物体只在在BEC圆弧上作永不停息的往复运动之前的运动过程中,重力所做的功为WG=mg(h-R/2),摩擦力所做的功为Wf=-μmgscos60°
解答:由动能定理得:

mg(h-R/2) -μmgscos60°=0-

∴s=280m.

点评:利用动能定理能求解变力做功,因为知道始末速度,也就是知道始末动能,因此可以不考虑中间过程,直接建立始末状态之间的动能定理方程。

分析中间过程各力做功情况,注意动能的变化对应的是合外力的总功。

这种无限运动模型,同学们最是害怕。原因就是以往的题目都是明确知道开始怎么样,以后又怎么样了。而本题的运动模式就像单摆一样,无限运行下去,其实把整个过程动能到底损失在哪里?这个想明白了,问题就迎刃而解。

关注王尚老师微信公众号:王尚,可免费获取物理视频资料

王尚微信公众号