动能定理应用的几类题型.ppt
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动能定理应用的几类题型.ppt
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动能定理应用的几类题型,题型一:
应用动能定理求变力的功,题型二:
应用动能定理分析多过程问题,题型三:
应用动能定理求解曲线运动问题,题型四:
应用动能定理求机车启动问题,题型五:
应用动能定理与图像结合问题,题型六:
应用动能定理解摩擦生热问题,利用动能定理求变力的功是最常用的方法,具体做法如下:
(1)如果在研究的过程中,只有所要求的变力做功,则这个变力做的功就等于物体动能的增量,即WEk.
(2)如果物体同时受到几个力的作用,但是其中只有一个力F是变力,其他力都是恒力,则可以先用恒力做功的公式求出几个恒力所做的功,然后再用动能定理来间接求变力做的功:
WFW其他Ek.,题型一:
应用动能定理求变力的功,1.(2010年高考课标全国卷)如图所示,在外力作用下某质点运动的vt图象为正弦曲线从图中可以判断(),A在0t1时间内,外力做正功B在0t1时间内,外力的功率逐渐增大C在t2时刻,外力的功率最大D在t1t3时间内,外力做的总功为零,题型一:
应用动能定理求变力的功,解析:
选AD.由动能定理可知,在0t1时间内质点速度越来越大,动能越来越大,外力一定做正功,故A项正确;在t1t3时间内,动能变化量为零,可以判定外力做的总功为零,故D项正确;由PFv知0、t1、t2、t3四个时刻功率为零,故B、C都错,题型一:
应用动能定理求变力的功,2.如图所示,用同种材料制成的一个轨道ABC,AB段为四分之一圆弧,半径为R,水平放置的BC段长为R.一个物块质量为m,与轨道的动摩擦因数为,它由轨道顶端A从静止开始下滑,恰好运动到C端停止,物块在AB段克服摩擦力做功为()AmgRB
(1)mgRCmgR/2DmgR,题型一:
应用动能定理求变力的功,【解析】物体从A点运动到C点的过程中,重力对物体做功WGmgR,BC段的阻力对物体做功WBCmgR,若AB段的摩擦力对物体做功为WAB.物体从A到C的过程中,根据动能定理有mgRWABmgR0,可得WAB
(1)mgR,即物体在AB段克服摩擦力做功为
(1)mgR,B正确【答案】B,题型一:
应用动能定理求变力的功,3.如图所示,一个质量为m的圆环套在一根固定的水平直杆上,环与杆的动摩擦因数为,现给环一个向右的初速度v0,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Fkv(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(),答案:
ABD,题型一:
应用动能定理求变力的功,1对于多个物理过程要仔细分析,将复杂的过程分割成一个个子过程,分别对每个过程分析,得出每个过程遵循的规律当每个过程都可以运用动能定理时,可以选择分段或全程应用动能定理,题目不涉及中间量时,选择全程应用动能定理更简单、方便2应用全程法解题求功时,有些力不是全过程都作用的,必须根据不同的情况分别对待,弄清楚物体所受的力在哪段位移上做功,哪些力做功,做正功还是负功,正确写出总功,题型二:
应用动能定理分析多过程问题,1.将质量m2kg的金属小球从离地面H2m的高处由静止释放,落入泥潭并陷入泥中h5cm深处,不计空气阻力,g取10m/s2.求泥潭对金属小球的平均阻力大小,题型二:
应用动能定理分析多过程问题,题型二:
应用动能定理分析多过程问题,【答案】820N,题型二:
应用动能定理分析多过程问题,2.如图所示,ABCD是一个盆式容器,盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧,BC为水平的,其距离d0.50m盆边缘的高度为h0.30m在A处放一个质量为m的小物块并让其从静止出发下滑已知盆内侧壁是光滑的,而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数为0.10.小物块在盆内来回滑动,最后停下来,则停下的位置到B的距离为(),题型二:
应用动能定理分析多过程问题,A0.50mB0.25mC0.10mD0,题型二:
应用动能定理分析多过程问题,题型二:
应用动能定理分析多过程问题,题型二:
应用动能定理分析多过程问题,题型三:
应用动能定理求解曲线运动问题,题型三:
应用动能定理求解曲线运动问题,1.一质量为m2kg的小球从光滑的斜面上高h3.5m处由静止滑下,斜面底端紧接着一个半径R1m的光滑半圆环,如图所示,求:
(1)小球滑到圆环最高点时对圆环的压力;
(2)小球至少应从多高处由静止滑下,才能越过圆环最高点(g取10m/s2),题型三:
应用动能定理求解曲线运动问题,题型三:
应用动能定理求解曲线运动问题,题型三:
应用动能定理求解曲线运动问题,【答案】
(1)40N
(2)2.5m,题型三:
应用动能定理求解曲线运动问题,2.如图。
所示,半径为R的金属环竖直放置,环上套有一质量为m的小球,小球开始时静止于最低点现给小球一冲击,使它以初速度v0沿环上滑,已知v0.求:
题型三:
应用动能定理求解曲线运动问题,
(1)若金属环光滑,小球运动到环的最高点时,环对小球作用力的大小和方向
(2)若金属环粗糙,小球运动到环的最高点与环恰无作用力,小球从最低点运动到最高点的过程中克服摩擦力所做的功,题型三:
应用动能定理求解曲线运动问题,题型三:
应用动能定理求解曲线运动问题,3如图所示,ab是水平轨道,bc是位于竖直平面内的半圆形光滑轨道,半径R0.225m,在b点与水平面相切,滑块从水平轨道上距离b点1.2m的a点以初速度v06m/s向右运动,经过水平轨道和半圆轨道后从最高点c飞出,最后刚好落回轨道上的a点,重力加速度g取10m/s2,求:
(1)滑块从c点飞出时速度的大小;
(2)水平轨道与滑块间的动摩擦因数,题型三:
应用动能定理求解曲线运动问题,题型三:
应用动能定理求解曲线运动问题,答案:
(1)4m/s
(2)0.458,题型三:
应用动能定理求解曲线运动问题,1.质量为m的汽车在平直公路上以初速度v0开始匀加速行驶,经时间t前进距离s后,速度达最大值vm,设在这段过程中发动机的功率恒为P,汽车所受阻力恒为f,则在这段时间内发动机所做的功为()A、PtB、fvmtC、fs+mvm2/2D、mvm2/2-mv02/2+fs,题型四:
应用动能定理求机车启动问题,答案:
ABD,2.质量为4000千克的汽车,由静止开始以恒定的功率前进,它经100/3秒的时间前进425米,这时候它达到最大速度15米/秒。
假设汽车在前进中所受阻力不变,求阻力为多大?
题型四:
应用动能定理求机车启动问题,解:
当速度最大时牵引力和阻力相等,汽车牵引力做的功为根据动能定理有:
解得:
f=6000(N),题型四:
应用动能定理求机车启动问题,3.电动机通过一绳子吊起质量为8kg的物体,绳的拉力不能超过120N,电动机的功率不能超过1200W,要将此物体由静止起用最快的方式吊高90m(已知此物体在被吊高接近90m时,已开始以最大速度匀速上升)所需时间为多少?
题型四:
应用动能定理求机车启动问题,解:
如果开始就以额定功率启动,由F=P/v知,因v很小,绳子的拉力将超过120N,要物体同静止起用最快的方式吊高90m,物体只能以最在大拉力120N拉起先匀加速上升,电动机达最大功率后,改做加速度减小的加速运动,当拉力等于重力最后匀速上升至90m处.,在功率恒定的过程中,最后匀速运动的速度为,题型四:
应用动能定理求机车启动问题,动能定理与图象结合问题的分析方法:
(1)首先看清楚所给图象的种类(如vt图象还是Fx图象、Ekx图象等)
(2)挖掘图象的隐含条件求出所需要的物理量,如由vt图象所包围的“面积”求位移,由Fx图象所包围的“面积”求功等(3)再分析还有哪些力做功,根据动能定理列方程,可求出相应的物理量,题型五:
应用动能定理求与图像结合问题,1.在平直公路上,汽车由静止开始做匀加速直线运动,当速度达到=10m/s时立即关闭发动机滑行,直到停止。
汽车运动过程的速度图象如图。
设汽车发动机的牵引力为F,汽车运动中受到的阻力为f,则()A010s内合外力做正功B020s内合外力做负功CFf=41DFf=14,题型五:
应用动能定理求与图像结合问题,AC,2.质量m1kg的物体,在与物体初速度方向相同的水平拉力的作用下,沿水平面运动过程中EKX的图像如图所示在位移为4m时撤去F,物块仅在摩擦力的作用下运动求:
(g取10m/s2)
(1)物体的初速度多大?
(2)物体和平面间的动摩擦因数多大?
(3)拉力F的大小,题型五:
应用动能定理求与图像结合问题,解:
(1)从图线可知初动能为2J,Ek0mv02/22J,v02m/s。
(2)在位移4m处物体的动能为10J,在位移8m处物体的动能为零,这段过程中物体克服摩擦力做功。
设摩擦力为Ff,则Ffx2010J10J,FfN2.5N,因Ffmg故0.25。
(3)物体从开始到移动4m这段过程中,受拉力F和摩擦力Ff的作用,合力为FFf,根据动能定理有(FFf)x1Ek故得F4.5N。
题型五:
应用动能定理求与图像结合问题,3.如图甲所示,一条轻质弹簧左端固定在竖直墙面上,右端放一个可视为质点的小物块,小物块的质量为m1.0kg,当弹簧处于原长时,小物块静止于O点,现对小物块施加一个外力F,使它缓慢移动,将弹簧压缩至A点,压缩量为x0.1m,在这一过程中,所用外力F与压缩量的关系如图乙所示然后撤去F释放小物块,让小物块沿桌面运动,已知O点至桌边B点的距离为L2x,水平桌面的高为h5.0m,计算时可认为滑动摩擦力近似等于最大静摩擦力求(g取10m/s2):
题型五:
应用动能定理与图像结合问题,甲乙,
(1)在压缩弹簧的过程中,弹簧存贮的最大弹性势能;
(2)小物块到达桌边B点时速度的大小;(3)小物块落地点与桌边B点的水平距离x.,题型五:
应用动能定理与图像结合问题,题型五:
应用动能定理与图像结合问题,题型五:
应用动能定理与图像结合问题,【答案】
(1)2.3J
(2)2m/s(3)2m【方法技巧】本题以弹簧为载体,结合图象来综合考查动能、动能定理的内容这种综合度大,但并不是太复杂、难度并不是太大的试题在高考试卷中常有出现,这类题的综合信息强,要求学生的能力也相对较高,使高考命题与新课标的要求靠得更紧密一些,是近年高考命题的基本趋势,题型五:
应用动能定理与图像结合问题,静摩擦力做功的特点是:
(1)静摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功。
(2)相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零。
(3)在静摩擦力做功的过程中,只有机械能的相互转移(静摩擦力起着传递机械能的作用),而没有机械能转化为其它形式的能。
题型六:
应用动能定理解摩擦生热问题,滑动摩擦力做功特点:
滑动摩擦力可以对物体做正功,也可以对物体做负功,还可以不做功。
相互摩擦的系统内,一对滑动摩擦力所做的功总为负值,其绝对值等于滑动摩擦力与相对路程的乘积,且等于系统损失的机械能。
一对滑动摩擦力做功的过程中,能量的转化有两种情况:
一是相互摩擦的物体间机械能的转移;二是机械能转化为内能。
滑动摩擦力、空气阻力等,在曲线运动或者往返运动时所做的功等于力和路程(不是位移)的乘积。
题型六:
应用动能定理解摩擦生热问题,摩擦生热摩擦生热是指滑动摩擦生热,静摩擦不会生热。
产生的热等于系统机械能的减少,又等于滑动摩擦力乘以相对路程,即,题型六:
应用动能定理解摩擦生热问题,1.长木板A放在光滑的水平面上,质量为m=2kg的另一物体B以水平速度v0=2m/s滑上原来静止的长木板A的表面,由于A、B间存在摩擦,之后A、B速度随时间变化情况如图所示,则下列说法正确的是()A木板获得的动能为1JB系统损失的机械能为2.5JC木板A的最小长度为1mDA、B间的动摩擦因数为0.2,题型六:
应用动能定理解摩擦生热问题,AC,2.如图所示,由理想电动机带动的传送带以速度v保持水平方向的匀速运动,现把一工件(质量为m)轻轻放在传送带的左端A处,一段时间后,工件被运送到右端B处,A、B之间的距离为L(L足够长)。
设工件与传送带间的动摩擦因数为。
那么该电动机每传送完这样一个工件多消耗的电能为(),题型六:
应用动能定理解摩擦生热问题,D,3.如图水平方向的传送带以2m/s的速度匀速运动,把一质量为2kg的小物体轻轻放在传送带的左端,经过4s物体到达传送带的右端。
已知物体与传送带间的动摩擦因数为0.2,求:
(1)传送带的长度。
(2)这一过程中摩擦力对物体所做的功。
(3)这个过程中由于物体与传送带的摩擦而转化为内能的数值。
题型六:
应用动能定理解摩擦生热问题,答案:
7m,4J,4J,
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