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本文介绍下动能定理的使用步骤,文章内容源于物理教研室中关于动能定理的系统讲解。
高中物理力学动能定理的解题步骤如下:
(1)确定研究对象和“始末过程”。动能定理的研究对象只能是单个物体,如果是系统,那么系统内的物体间不能有相对运动【也就是上课我给你说的整体】。(原因是这时系统内所有内力做的总功不一定是零)。
(2)对研究对象进行受力分析,看看都有哪些力,都做了哪些功。(注意,大部分情况下,是W1+W2的形式来表示合外力做功)。
(3)写出该过程中合外力做的功,或分别写出各个力做的功(注意功的正负)。
(4)写出物体的初、末动能表达式,按照动能定理列式并进行计算求解。
前文已经提及,单独一个物体运动的时候,我们才能用动能定理。这是数学上说的必要条件。
深刻的理解动能定理对后面动量定理的学习非常有益处,两者之间的共性和联系很多。
动能定理是机械能守恒定律的基础,也是能量守恒定律的基础。
两者可以相互推动,有兴趣的同学可以在课下以匀变速直线运动为运动模型去研究一下。
今天晚上我给一个学生发了邮件,邮件中讲解了动能定理的使用问题,附带了关于动能定理的配套练习,本文仅仅是其中的一部分。
例题对照分析
下面来给大家推荐一道非常基础的动能定理使用的题目,如下。来源于2012年北京高考理综物理试卷第22题;
值得注意的是,第二问也可以用动能定理的知识来求解。
原题:
22.(16分)
如图所示,质量为m的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动,经距离l后以速度v飞离桌面,最终落在水平地面上。已知l=1.4m,v=3.0 m/s,m=0.10kg,物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.25,桌面高h=0.45m,不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)小物块落地点距飞出点的水平距离s;
(2)小物块落地时的动能Ek;
(3)小物块的初速度大小v0.
此题的答案:
(1)s=0.90 m(2)Ek=0.90 J(3)v0=4.0 m/s
具体解析:
(1)由平抛运动规律,有两个方向位移公式:
竖直方向h=1/2*gt2
水平方向s=vt
得水平距离s=0.90 m
(2)由机械能守恒定律,动能
Ek=1/2*mv2+mgh=0.90 J
(3)由动能定理,有-μmgl=1/2*mv2-mv02
得初速度大小v0=4.0 m/s
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