高中物理動(dòng)能定理的運(yùn)用歸納與總結(jié)

1、一、整過程運(yùn)用動(dòng)能定理（一）水平面問題1、一物體質(zhì)量為2kg，以4m/s的速度在光滑水平面上向左滑行。從某時(shí)刻起作用一向右的水平力，經(jīng)過一段時(shí)間后，滑塊的速度方向變?yōu)樗较蛴?，大小?m/s，在這段時(shí)間內(nèi)，水平力做功為（ ）A. 0 B. 8J C. 16J D. 32J2、 一個(gè)物體靜止在不光滑的水平面上，已知m=1kg，u=0.1，現(xiàn)用水平外力F=2N，拉其運(yùn)動(dòng)5m后立即撤去水平外力F，求其還能滑 m（g取）【解析】對(duì)物塊整個(gè)過程用動(dòng)能定理得：解得：s=10mS2S1LV0V03、總質(zhì)量為M的列車，沿水平直線軌道勻速前進(jìn)，其末節(jié)車廂質(zhì)量為m，中途脫節(jié)，司機(jī)發(fā)覺時(shí)，機(jī)車已行駛L的距離，于是立

2、即關(guān)閉油門，除去牽引力，如圖所示。設(shè)運(yùn)動(dòng)的阻力與質(zhì)量成正比，機(jī)車的牽引力是恒定的。當(dāng)列車的兩部分都停止時(shí)，它們的距離是多少？【解析】對(duì)車頭，脫鉤后的全過程用動(dòng)能定理得：對(duì)車尾，脫鉤后用動(dòng)能定理得：而，由于原來列車是勻速前進(jìn)的，所以F=kMg由以上方程解得。（2） 豎直面問題（重力、摩擦力和阻力）1、人從地面上，以一定的初速度將一個(gè)質(zhì)量為m的物體豎直向上拋出，上升的最大高度為h，空中受的空氣阻力大小恒力為f，則人在此過程中對(duì)球所做的功為（ ）A. B. C. D. 2、一小球從高出地面H米處，由靜止自由下落，不計(jì)空氣阻力，球落至地面后又深入沙坑h米后停止，求沙坑對(duì)球的平均阻力是其重力的多少倍?！?/p>

3、解析】鋼球從開始自由下落到落入沙中停止為研究過程根據(jù)動(dòng)能定理w總=EK 可得：WG+Wf=0-0重力做功WG=G（H+h）阻力做功Wf=-fh由解得：f=（1+）（三）斜面問題1、如圖所示，斜面足夠長(zhǎng)，其傾角為，質(zhì)量為m的滑塊，距擋板P為S0，以初速度V0沿斜面上滑，滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，滑塊所受摩擦力小于滑塊沿斜面方向的重力分力，若滑塊每次與擋板相碰均無機(jī)械能損失，求滑塊在斜面上經(jīng)過的總路程為多少？V0S0P【解析】設(shè)其經(jīng)過和總路程為L(zhǎng)，對(duì)全過程，由動(dòng)能定理得： 得2、一塊木塊以初速度沿平行斜面方向沖上一段長(zhǎng)L=5m，傾角為的斜面，見圖所示木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，求木塊沖出斜面后落地

4、時(shí)的速率（空氣阻力不計(jì)，）?！窘馕觥浚赫麄€(gè)過程中重力等于沒有做功 只有摩擦力作負(fù)功：解得： v=8.08² 分析：斜面是否足夠長(zhǎng)若夠長(zhǎng)且能滑落到地面：斜面的最小長(zhǎng)度s：則落地速度：ABChS1S23、如圖所示，小滑塊從斜面頂點(diǎn)A由靜止滑至水平部分C點(diǎn)而停止。已知斜面高為h，滑塊運(yùn)動(dòng)的整個(gè)水平距離為s，設(shè)轉(zhuǎn)角B處無動(dòng)能損失，斜面和水平部分與小滑塊的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，求此動(dòng)摩擦因數(shù)?！窘馕觥炕瑝K從A點(diǎn)滑到C點(diǎn)，只有重力和摩擦力做功，設(shè)滑塊質(zhì)量為m，動(dòng)摩擦因數(shù)為u，斜面傾角為，斜面底邊長(zhǎng)s1，水平部分長(zhǎng)s2，由動(dòng)能定理得： 解得（四）圓弧1、如圖所示，質(zhì)量為m的物體A，從弧形面的底端以初速v

5、0往上滑行，達(dá)到某一高度后，又循原路返回，且繼續(xù)沿水平面滑行至P點(diǎn)而停止，則整個(gè)過程摩擦力對(duì)物體所做的功 ?！窘馕觥空麄€(gè)過程重力做功為零：2、如圖所示，AB和CD為兩個(gè)對(duì)稱斜面，其上部足夠長(zhǎng)，下部分別與一個(gè)光滑圓弧面的兩端相切，圓弧所對(duì)圓心角為1200，半徑R=2m，整個(gè)裝置處在豎直平面上。一個(gè)物體在離弧底E的高度h=3m處以速率v0=4m/S沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，若物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)u=0.02，試求物體在斜面（不包括圓弧部分）上能走多長(zhǎng)的路程？【解析】設(shè)物體在斜面上走過的路程為s，經(jīng)分析，物體在運(yùn)動(dòng)過程中只有重力和摩擦力對(duì)它做功，最后的狀態(tài)是在B、C之間來回運(yùn)動(dòng)，則在全過程中，由動(dòng)能定理得

6、代入數(shù)據(jù)，解得s=280m（五）圓周運(yùn)動(dòng)1、如圖所示，質(zhì)量為m的物塊與轉(zhuǎn)臺(tái)之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，物體與轉(zhuǎn)軸相距R，物塊隨轉(zhuǎn)臺(tái)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速增加到某值時(shí)，物塊即將在轉(zhuǎn)臺(tái)上滑動(dòng)，此時(shí)，轉(zhuǎn)臺(tái)已開始做勻速運(yùn)動(dòng)，在這一過程中，摩擦力對(duì)物體做的功為（ ）A.B. C. D. 2、一個(gè)質(zhì)量為m的小球拴在繩一端，另一端受大小為F1拉力作用，在水平面上作半徑為R1的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，今將力的大小變?yōu)镕2，使小球在半徑為R2的軌道上運(yùn)動(dòng)，求此過程中拉力對(duì)小球所做的功?！窘馕觥浚簐1=?3、（1）如圖所示，一根長(zhǎng)為l的細(xì)繩，一端固定于O點(diǎn)，另一端拴一質(zhì)量為m的小球，當(dāng)小球處于最低平衡位置時(shí)，給小球一定得

7、初速度，要小球能在豎直平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)并通過最高點(diǎn)P，初速度至少應(yīng)多大？（2）若將上題中繩換成桿呢？4、如圖所示，AB是傾角為的粗糙直軌道，BCD是光滑的圓弧軌道，AB恰好在B點(diǎn)與圓弧相切，圓弧的半徑為R.一個(gè)質(zhì)量為m的物體(可以看作質(zhì)點(diǎn))從直軌道上的P點(diǎn)由靜止釋放，結(jié)果它能在兩軌道間做往返運(yùn)動(dòng)已知P點(diǎn)與圓弧的圓心O等高，物體與軌道AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.求：(1)物體做往返運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中在AB軌道上通過的總路程；(2)最終當(dāng)物體通過圓弧軌道最低點(diǎn)E時(shí)，對(duì)圓弧軌道的壓力；(3)為使物體能順利到達(dá)圓弧軌道的最高點(diǎn)D，釋放點(diǎn)距B點(diǎn)的距離L應(yīng)滿足什么條件【解析】：(1)因?yàn)槟Σ潦冀K對(duì)物體做負(fù)功，所以

8、物體最終在圓心角為2的圓弧上往復(fù)運(yùn)動(dòng)對(duì)整體過程由動(dòng)能定理得：mgR·cos mgcos ·s0，所以總路程為s.(2)對(duì)BE過程mgR(1cos )mvFNmg由得對(duì)軌道壓力：FN(32cos )mg.(3)設(shè)物體剛好到D點(diǎn)，則mg對(duì)全過程由動(dòng)能定理得：mgLsin mgcos ·LmgR(1cos )mv由得應(yīng)滿足條件：L·R.答案：(1)(2)(32cos )mg(3)·R5、在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一質(zhì)量為m帶正電的小球，用長(zhǎng)為l的絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，當(dāng)小球在B點(diǎn)靜止時(shí)細(xì)線與豎直方向夾角為。現(xiàn)給小球一個(gè)垂直懸線的初速度，使小球恰能在豎直

9、平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。試問（1）小球在做圓周運(yùn)動(dòng)的過程中，在那一個(gè)位置的速度最?。克俣茸钚≈凳嵌嗌?？（2）小球在B點(diǎn)的初速度是多大？【解析】根據(jù)動(dòng)能定理可得到：圓周運(yùn)動(dòng)的速度的最大值在平衡位置，即“物理最低點(diǎn)”。速度的最小值在平衡位置的反方向上，即“物理最高點(diǎn)”。最高點(diǎn)的最小速度是，g/是等效重力加速度。（1）如圖所示，設(shè)小球受到的電場(chǎng)力為FE小球在B點(diǎn)靜止，則FE=電場(chǎng)力與重力的合力F大小一定，方向沿AB小球從B到A運(yùn)動(dòng)，克服合力F做功，由動(dòng)能定理得： 可見A點(diǎn)克服阻力做功最多，速度最小。A點(diǎn)等效為豎直面圓周運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)。對(duì)A點(diǎn)，根據(jù)牛頓定律得： 所以A點(diǎn)速度的最小值為6、如圖所示,在方向豎直向

10、下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,一絕緣輕細(xì)線一端固定于O點(diǎn),另一端系一帶正電的小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng).小球的電荷量為q,質(zhì)量為m,絕緣細(xì)線長(zhǎng)為L(zhǎng),電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E.若帶電小球恰好能通過最高點(diǎn)A,則在A點(diǎn)時(shí)小球的速度v1為多大?小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)B時(shí)的速度v2為多大?運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)細(xì)線對(duì)小球的拉力為多大?2、 分過程運(yùn)用動(dòng)能定理1、一個(gè)物體以初速度v豎直向上拋出，它落回原處時(shí)的速度為，設(shè)運(yùn)動(dòng)過程中阻力大小保持不變，則重力與阻力之比為（ ）A. B. C. D. 【解析】上升： 下降：解得2、質(zhì)量為m的物體以速度v豎直向上拋出，物體落回地面時(shí)，速度大小為3/4v，設(shè)物體在運(yùn)動(dòng)中所受空氣阻力大小不變，求： （1）物體

11、運(yùn)動(dòng)中所受阻力大??； （2）若碰撞中無機(jī)械能損失，求物體運(yùn)動(dòng)的總路程?！窘馕觥空麄€(gè)運(yùn)動(dòng)過程重力做功為零：（1）上升：下降：故：（2） 整個(gè)過程用動(dòng)量定理，得：故：三、動(dòng)能定理求變力做功問題1.、如圖所示，質(zhì)量為m的小球用長(zhǎng)L的細(xì)線懸掛而靜止在豎直位置。在下列三種情況下，分別用水平拉力F將小球拉到細(xì)線與豎直方向成角的位置。在此過程中，拉力F做的功各是多少？用F緩慢地拉；（ ）F為恒力；（ ）若F為恒力，而且拉到該位置時(shí)小球的速度剛好為零。（ ）可供選擇的答案有A. B C D2、 假如在足球比賽中，某球員在對(duì)方禁區(qū)附近主罰定位球，并將球從球門右上角擦著橫梁踢進(jìn)球門球門的高度為h，足球飛入球門的速

12、度為v，足球的質(zhì)量為m，不計(jì)空氣阻力和足球的大小，則該球員將足球踢出時(shí)對(duì)足球做的功W為。ABCR3.如圖所示，AB為1/4圓弧軌道，半徑為0.8m，BC是水平軌道，長(zhǎng)L=3m，BC處的摩擦系數(shù)為1/15，今有質(zhì)量m=1kg的物體，自A點(diǎn)從靜止起下滑到C點(diǎn)剛好停止。求物體在軌道AB段所受的阻力對(duì)物體做的功。4、如圖4-12所示,質(zhì)量為m 的物體靜放在水平光滑的平臺(tái)上,系在物體上的繩子跨過光滑的定滑輪由地面以速度v0向右勻速走動(dòng)的人拉著,設(shè)人從地面上且從平臺(tái)的邊緣開始向右行至繩和水平方向成30°角處,在此過程中人所做的功為: A. B. C. D.5、(2012湖北黃岡)如圖所示，一個(gè)質(zhì)

13、量為m的圓環(huán)套在一根固定的水平直桿上，環(huán)與桿的動(dòng)摩擦因數(shù)為，現(xiàn)給環(huán)一個(gè)向右的初速度v0，如果在運(yùn)動(dòng)過程中還受到一個(gè)方向始終豎直向上的力F的作用，已知力F的大小為Fkv(k為常數(shù)，v為環(huán)的運(yùn)動(dòng)速度)，則環(huán)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中克服摩擦力所做的功(假設(shè)桿足夠長(zhǎng))可能為( )A、 B、0 C、D、6、如圖所示，一勁度系數(shù)k=800N/m的輕彈簧兩端各焊接著一個(gè)質(zhì)量為m=12kg的物體。A、B豎立靜止在水平地面上，現(xiàn)要加一豎直向上的力F在上面物體A上，使A開始向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)0.4s，B剛要離開地面。設(shè)整個(gè)過程彈簧都處于彈性限度內(nèi)（g取10m/s2）求：（1）此過程中所加外力F的最大值和最小值（2）此過

14、程中力F所做的功【解析】（1）設(shè)A上升前，彈簧的壓縮量為，B剛要離開地面時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為x2，A上升的加速度為。A原來靜止時(shí)，因受力平衡，有：設(shè)施加向上的力，使A剛做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的最小拉力為F1B恰好離開地面時(shí)，所需的拉力最大，設(shè)為F2對(duì)A：對(duì)B：由位移公式，對(duì)A：聯(lián)立解得：a=3.75m/s2 F1=45N F2=258N（2）力作用的0.4s內(nèi)，在末狀態(tài)有，彈性勢(shì)能相等，由能量守恒知，外力做了功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的重力勢(shì)能和動(dòng)能，即：4、 動(dòng)能定理求連接體問題1、如圖所示,mA=4kg,mB=1kg,A與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2,B與地面間的距離s=0.8m,A、B間繩子足夠長(zhǎng)，

15、A、B原來靜止，求：（g取10m/s2）（1）B落到地面時(shí)的速度為多大；（2）B落地后,A在桌面上能繼續(xù)滑行多遠(yuǎn)才能靜止下來。 2、如圖，質(zhì)量為m1的物體A經(jīng)一輕質(zhì)彈簧與下方地面上的質(zhì)量為m2的物體B相連，彈簧的勁度系數(shù)為k，A、B都處于靜止?fàn)顟B(tài)。一條不可伸長(zhǎng)的輕繩繞過輕滑輪，一端連物體A，另一端連一輕掛鉤。開始時(shí)各段繩都處于伸直狀態(tài)，A上方的一段繩沿豎直方向?，F(xiàn)在掛鉤上升一質(zhì)量為m3的物體C并從靜止?fàn)顟B(tài)釋放，已知它恰好能使B離開地面但不繼續(xù)上升。若將C換成另一個(gè)質(zhì)量為（m1m2）的物體D，仍從上述初始位置由靜止?fàn)顟B(tài)釋放，則這次B剛離地時(shí)D的速度的大小是多少？已知重力加速度為g?！窘馕觥?、如圖所示，豎直平面內(nèi)放一直角桿AOB，桿的水平部分粗糙，動(dòng)摩擦因數(shù)=0.20，桿的豎直部分光滑，兩部分各套有質(zhì)量分別為2.0kg和1.0kg的小球A和B，A、B間