2022年高中物理必修动能定理和机械能守恒定律复习 .docx

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1、精品_精品资料_canpoint高中物理必修 2 动能定理、机械能守恒定律复习考纲要求1、动能定理2、做功与动能转变的关系3、机械能守恒定律学问归纳1、动能定理1推导：设一个物体的质量为m,初速度为 V1,在与运动方向相同的恒力F 作用下,发生了一段位移 S,速度增加到V2,如下图.在这一过程中,力F 所做的功 W=FS,依据牛顿其次定律有F=ma.依据可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_32匀加速直线运动的规律,有：V2V1 =2aS,即 S2V1V22.2a可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_22可得： W=F S=m

2、a V 2V12a1 mV 2221 mV 212可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2定理：1表达式 W=EK2 EK1或 W 1 W2 Wn=22mV212mV12可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_意义 做功可以转变物体的能量全部外力对物体所做的总功等于物体动能的变化.、假如合外力对物体做正功,就EK2EK1 ,物体的动能增加. 、假如合外力对物体做负功,就EK2EK1 ,物体的动能削减. 、假如合外力对物体不做功,就物体的动能不发生变化.3懂得：外力对物体做的总功等于物体动能的变化.W总=EK=EK2EK1 .它反

3、映了物体动能变化与引起变化的缘由力对物体做功的因果关系.可以懂得为外力对物体做功等于物体动能增加,物体克服外力做功等于物体动能削减.外力可以是重力、弹力、摩擦力,也可以是任何其他力,但物体动能的变化对应合外力的功,而不是某一个力的功.留意的动能的变化,指末动能减初动能.用EK表示动能的变化,EK 0,表示动能增加. EK 0,表示动能削减.动能定理是标量式,功和动能都是标量,不能利用矢量法就分解,故动能定理无重量式.4应用：动能定理的表达式是在恒力作用且做匀加速直线运动的情形下得出的,但它也适用于减速运动、曲canpoint58818068canpoint188可编辑资料 - - - 欢迎下载

4、精品_精品资料_canpoint线运动和变力对物体做功的情形.动能定理对应的是一个过程,并且它只涉及到物体初末态的动能和整个过程中合外力的功,它不涉及物体运动过程中的加速度、时间和中间状态的速度、动能,因此用它处理问题比较便利.由此在应用动能定懂得题时,在分析过程的基础上无须深究物体的运动状态过程中变化的细节,只考虑整个过程的功量及过程始末的动能.假设过程包括了几个运动性质不同的分过程,即可分段考虑,也可整个过程考虑,但求功时,有些力不是全过程都作用的,必需依据不怜悯形分别对待求出其出总功.运算时要把各力的功连同符号正负一同代入公式.由动能定理可以求变力的功.变力的功无法从功的定义求得,只能由

5、动能定理求出.5步骤：选取争论对象,明确并分析物理过程.分析受力和各力做功的情形,受哪些力力？每个力是否做功？在哪段过程中做功？正功？负功？做多少功？求出代数和.明确过程始末状态的动能EK1 和 EK2.列方程 W总=EK2 EK1 ,必要时留意分析题目的潜在条件,补充方程进行求解.对结果进行分析和争论.2、机械能守恒定律1内容：在只有有重力和弹力做功的情形下,物体的动能和重力势能、弹性势能发生相互转化,但机械能的总量保持不变.2形式： E 1 总 = E 2 总 意义：前后状态机械能守恒 EP = EK 意义：系统削减的势能等于系统增加的动能,反之,系统增加的势能等于系统削减的动能 EA =

6、 EB 意义：系统中 A 物体削减的机械能等于B 物体增加的机械能,反之,系统中A 物体增加的机械能等于B 物体削减的机械能3懂得：机械能定恒的的条件绝不是合外力的功等于零,更不是合外力等于零.例如水平飞来的子弹打入静止在光滑水平面上有木块内的过程中,合外力的功及合外力都是零,但系统在克服内部阻力做功,将部分机械能转化为内能,因而机械能的总量在削减.定律争论的对象是“系统” ,这个“系统”中有的球、物体及弹簧,“系统”中可以有一个物体,也可以有假设干个物体.在只有有重力和弹力做功和情形下,物体的动能与重力势能、弹性势能发生相互转化,物体系一canpoint58818068canpoint188

7、可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_canpoint个物体或几个物体、的球、弹簧的机械能总量保持不变,也就是说,物体系在运动的过程中,没有其他形式的能量转化为机械能,也没有机械能转化为其他形式的能量,机械能仅仅在物体系内部发生转移或转化. 4应用判定物体系机械能守恒的方法 ：对于某一个物体系统包括外力和内力,只有重力和弹力做功,其他力不做功或其他力做功的代数和为零,就该系统的机械能守恒.也就是说重力做功或弹力做功不能引起机械能与其他形式能的转化,只能使系统内部的动能和势能相互转化.对于物体系统只有动能与势能的相互转化,而无机械能与其他形式能的转化如系统无滑动摩擦和介质阻力,无电磁感

8、应过程等等 ,就系统的机械能守恒.对一些绳子突然绷紧,物体间非弹性碰撞等除非题目特殊说明,机械能必定不定恒,完全非弹性碰撞过程机械能不守恒.5步骤：依据题意挑选争论对象物体系统明确争论对象的物体的运动过程,分析对象在过程中的受情形,弄清各力做功的情形,判定机械能是否守恒.恰当的挑选零势面,确定争论对象在过程中的始态和末态的机械能.依据机械能守恒定律的不同表达式列方程.典型例析例 1、一个物体在水平方向的两个平稳力均为恒力作用下沿水平方向做匀速直线运动,假设撤去一个水平力,就有A、物体的动能可能削减B、物体的动能可能不变C、物体的动能可能增加D、余下的力肯定对物体做正功思路分析：物体的动能增加仍

9、是削减, 取决于合力对物体做正功仍是做负功.由于物体原先的运动方向就不确定, 可以任意,只两力处于平稳状态,所以后来合力对物体可能做正功,也可以做负功,但不能不做功.选项A、C 正确.有同学对撤去一个力后物体可能会做运动情形不清晰,使解题陷入僵局.有效的分析：判定物体在水平面内做匀速直线运动的各种可能性.判定余下的力做功的情形.由动能定理确定物体的动能增减.例 2、某同学从高为 h 处水平投一个个质量为m的铅球,测得成果为S,求同学投铅球时所做的功.思路分析：此题中同学对铅球做的功不能用FS 求出,由于力 F 是变力,而且未知,该同学投铅球瞬时发生,铅canpoint58818068canpo

10、int188可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_canpoint球的位移 S微小,只能通过做功等于球动能的变化这个关系求出.铅球的初速度为零,抛出时末速度即平22可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_抛运动的初速度,V=Sg / 2h ,所以投球时所做的功为：W=mV/2=mgS /4h,该同学投投球时所做功为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2mgS/4h此题是以同学身边的事例为背景编制的,表达了 “以现实问题为背景, 考查才能为立意” 的命题思想, 并且这仍是一个变力做功的问题,能很好的考查同学敏捷运用学问的才能.平常的学习中要多留意懂得、分析、归纳,争

11、取到达运用自如的境的.例 3、一质量为m的小球,用长为 L 的轻绳悬于 0 点,小球在水平拉力F 作用下,从平稳位置P 很缓慢的移动到 Q点,如下图,就力F所做的功为A、mgLcosQB 、mgL1-cosQ C 、FLsinQD、FLQ思路分析：小球从 P 点拉到 Q点时, 受重力、 绳子的拉力和水平拉力F,由于缓慢移动, 由受力分析知： F=mgtgQ, 随着 Q的增大, F 也增大,故 F是变力,变力做功不能直接用W=FSCOS定Q义式来解,应由动能定理求解.在该过程中, 重力做负功, 且大小为： WG=mgL 1-cosQ .缓慢移动, 动能的增量为零. 由动能定理： WF-WG=WF

12、-mg1-cosQ =0 ,水平拉力做功 WF=mgL1-cosQ .选项 B 正确.例 2、例 3 都是变力做功,变力功是不能由功的定义直接求解的,要用动能定懂得答.例 4、如下图,质量为m的物体静放在水平光滑的平台上,系在物体上的绳子跨过光滑的定滑轮,由0的面上的人拉着以速度V0 向右匀速运动,设人从的面上平台的边缘开头向右行至绳与水平方向夹角为45处,在此过程中人对物体做的功为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_12A、mV0 222B 、mV0 212C 、mV0 42D 、mV0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_思路分析：0人拉绳子匀速行走时,由速度V0 的

13、两个成效,物体的速度应为V1=V0COS为绳子与水平方向的夹角,由 90 逐步减小,所以物体做变运动.人对物体做的功由动能定理物体的动能增量,因开头速度为零,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_即： W=1 mV 2121 mV02cos 450 21 mV 2022 221 mV 204可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_选项 C 正确.假如把物体水平运动的速度即绳子运动的速度V1 认为是合速度,人水平前进的速度V0 不它的分速度,canpoint58818068canpoint188可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_canpoint就会得到错误的结论.

14、正确熟悉合速度和分速度是此题的关键,肯定要从速度产生的成效动身熟悉合速度和分速度.例 5、如下图,质量m的小球从静止落下,设空气阻力的大小始终是重力的K倍 K 1,设小球与的面碰撞是无能量缺失,求小球往复运动直至停止的全过程中运动的路程是多少？位移为多大？思路分析：重力对小球做的功是由小球始、末的相对位置打算的,大小为mgh,做正功.空气阻力做功,无论小球向下仍是向上运动,功始终是负的,大小恒定,因此阻力功的大小与路程有关,设路程大小为 S.物体克服阻力的功为KmgS由动能定理： mgh-KmgS=0解得全过程中运动的路程为S=h/K .位移应为 h .怎样求变功： 1运算某变力的功时,应段运

15、算各小段的功,然后把各小段的功求代数和. 2有两类不同的力：一类是与势能相关联的力,比方重力、弹簧的弹力、浮力以及电场力,它们的功与路径无关,只与位移有关或者说只与始末的位置有关.另一类是滑动摩擦力、空气阻力、非弹性形变的弹力等,在曲线运动或来回运动时,这类力的功等于力各路程不是位移的积.该题小球作来回运动,小球克服空气阻力做的功就是空气力与路程的积.例 6、如下图,桌面高为h 质量为 m的小球从离桌面高为H 处自由落下,不计空气阻力,假设桌面处的重力势能为零,就小球落到的面的瞬时的机械能为A、mghB、 mgHC、mgH+hD、mgH-h 思路分析：可能有不少同学会选D为正确.缘由对机械能的

16、概念、参考面性质没有精确把握.正确的分析是：机械能是动能和势能的总和,因选桌面为参考面,所以开头时机械能为mgH.由于小球下落过程只有重力做功, 所以小球在下落过程中机械能守恒,亦即在任意时刻的机械能都与初始时刻的机械能相等,都为mgH.选项 B 正确.确定重力势能时肯定要挑选参考面.例 7、如下图,粗细匀称U型管内装有同种液体,开头使两边液面高度差为h,管中液柱总和长为 4h,后来让液体自由流淌,当两液面高度相等时,右侧液面下降的速度为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_A、 gh / 8B 、gh / 6C 、 gh / 4D 、gh / 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品

17、_精品资料_思路分析：canpoint58818068canpoint188可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_canpoint在液柱流淌过程中除受重力外,仍受大气压力作用,但在液体流淌过程中,右侧大气压力做正功等于左侧大气压力做的负功,所以只有液体重力做功,满意机械能守恒条件.以原先左侧液面为重力势能的零势面,就由机械能守恒定律得设h 高液柱的质量为 m：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_mgh 2mgh 41 4mV 22可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解得右测液面下降的速度为：V=gh / 8,选项

18、 A 正确.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_假如无视右侧液柱下降的过程中,全部液柱都在流淌,即右侧液面下降的速度亦为整体液柱流淌的速度,而选右侧 h 液柱为争论对象,就会有错误的方程：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_mgh 2mgh 41 mV 22从而得到错误的结论.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_正确的摸索是选全部液体为争论对象,又以开头时左侧液面为重力势能的参考面,既考虑到右侧液柱下降过程中全部液体都在流淌有相同的流速,又简化明白答过程.0例 8、如下图, AB和 CD为两倾角相同的斜轨道,倾角Q为 60 ,斜轨道足够长,下端分别与一个光滑

19、0圆弧 BC的两端相切,过圆弧轨道最低点E 的重锤线是整个装置的对称轴,圆弧所对圆心角为2Q=120 ,圆轨道半径 R=2m,一小滑块在离圆弧底E 高度 h=3m处,以速度V0=4m/S 开头沿斜轨道滑动,已知小滑块质 量 m=2,它与斜轨道之间的动摩擦因数为 =0 1.试求：1小滑块在斜轨道上 不包含圆轨道运动的总路程S 多大？ 2运动中小滑块对圆弧轨道最低点E 的最小压力N 多大？2g=10m/S 思路分析：0000可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_由于小滑块在斜面上有：=01,tg60=3 .由此可知 tg60即： mgSin60 mgCOS60 物可编辑资料 - - -

20、欢迎下载精品_精品资料_块不行能在斜面上保持静止状态.小滑块将以对称轴为中心,在轨道上多次往复运动,摩擦力做负功, 机械能削减,因此在往复运动中,每次小滑块沿斜面上滑高度都削减,直至滑块刚好运动到圆轨道与斜轨道连接处速度为零为止.而小滑块在 BC圆弧轨道上往复运动,机械能总量保持不变.（ 1） 取小滑块开头下滑为争论过程的初状态,小滑块往复运动中沿圆弧轨道向上运动到与斜轨道连接处时速度为零的过程为末时刻,依据动能定理：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_WG - W f =12mV02可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_式中 WG 为重力在该过程中做的正功,重力做功只与

21、初、末两位置有关,所以： WG=mgh- 1-COSQRcanpoint58818068canpoint188可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_canpoint式中 Wf 为小滑块往复运动中在两个斜面上克服摩擦力做的功,它等于摩擦力 f= mgCOSQ与总路程 S的积： Wf = mgCOSQ S解、式,小滑块在斜轨道上不包含圆弧轨道运动的总路程：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_S2 h1COSQ R gV02 31COS600 210422=56m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2 gCOSQ20 110COS600可编辑资料 - - - 欢迎下

22、载精品_精品资料_（ 2） 小滑块经过 E 点对轨道的压力最小,此情形发生在滑块仅在圆弧轨道上往复运动,且在 B 或 C位置时速度为零时,该过程只有重力做功,依据动能定理：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_mgR1-COSQ=式中 V 为小滑块在 E 点的速度.1 mV 22可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_小滑块在 E 点受竖直向下的重力mg和竖起向上的支持力N,由牛顿其次定律,有：2N mg =m VR解、两式得： N=2mg=40N论述题、运算题要在弄清题意的基础上,明确习题给出的物理情形,建立物理模型,找出每一情形中孕育的物理规律,再列相关的方程.例 9、如

23、图甲所示, A、B 两物体的质量mA=2m,mB=m,用长为 L 的不行伸连长的线连接在水平桌面 上,在水平水平恒力作用下以速度V 做匀速直线运动,某一瞬时线突然断裂,保持F 不变连续拉 A 移动一段距离 S0 后撤去,当 A、B 都停止时相距多远？思路分析：线断裂后, B 物体即在摩擦力作用下做匀减速线运动SB停止. A 物在 F 仍作用的 S0 一段距离内做匀加速直线运动,撤去F 后在摩擦力作用下匀减速运动SA 后停止,如图乙所示.设桌面与物体间动摩擦因数为,由匀速直线运动条件得水平拉力：F= mA + m B g=3mg线突然断裂后,对B 有动能定理：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品

24、_精品资料_- mBgSB=0-1 m V 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_B22得： SB=V /2 g对 A 应用动能定理：FS- mgS +S =0- 1 m V 20A0AA22S0S可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_得： SA=22 gcanpoint58818068canpoint188可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_canpoint由乙图示,假设、B 都停止时相距 S,有： S=L+S0+SA-SB=L+3S0/2精确的画出运动图示,对得到L 和各量 S 间的关系有直关作用.习题中给出的匀速直线运动的物理情形是不能无视的.例 10、

25、一封闭的弯曲的的玻璃管处于竖直平面内,其中布满某种液体,内有一块密度为液体密度一半的木块,从管的 A 端由静止开头运动, 木块和管壁间动摩擦因数 =0 5,管两臂长 AB=BC=L=2m,顶端 B 处为一小段光滑圆弧,0两臂与水平面成 =37 角,如下图,求： 1木块从 A 到达 B 点的速率. 2木块从开头运动到最终静止经过的路程.思路分析： 1木块所受浮力：F 浮=浮 gV= 浮 gm/木 =2mg由于 F 浮 mg,木块应与玻璃管外壁相互作用,木块受到的支持力N如 16 11 所示,由力的平稳原理,管壁对木块支持力：N=F 浮-mgCOSB2对木块由 A 运动到 B 由动能定理： F 浮

26、 LSin -mgLSin - NL= 1 mV2式中浮力为恒力,浮力做功仅与起点、终点的位置有关,且做正功.重力做负功,也仅与起点、终点的位置有关.解得：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_VB=2gL SinCOC21020 60 508m / s2 2m/ s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（ 3） 由受力分析或能量转化,木块在AB 和 BC往复运动中,离 C 点应越来越远,所以最终应静止在 B 处.设往复运动的总路程为S,在该过程中,浮力和重力是恒力,做功与路径无关,摩擦力做打算路程 S,由动能定理,有：F浮 LSin -mgLSin - NS=0可编辑资料

27、 - - - 欢迎下载精品_精品资料_联立、解得：SLSin370020 6m3m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_cos370 50 8此题用到变力做功的规律,关于变力做功例五中作了具体说明.例 11、在光滑的水平面上放一质量为M、边长为 b 的立方体木块,木块上搁一根长L 的轻持杆,杆端固定一质量为 m的匀质小球, 另一端铰接于0,如下图. 设杆从与水平面间夹角1 无初速的推动木块右滑, 求当杆与水平面夹角变为2 1 2时木块的速度.canpoint58818068canpoint188可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_canpoint思路分析：木块右滑、杆转动

28、的过程中,木块、小球包括、的球组成的系统机械能守恒,以水平的面为零势面1、初状态系统的机械能：E1=mgLSin 1+Mg b22 、 1 当杆 的 倾 角 为 Q2 时 系 统 的 的重 力 势 能 如 以 下 图 ：bEP2=mgLSin 2+Mg22设 P 点处木块的水平速度为V,就该瞬时杆与木块接触点P 的转动线速度 V1 ,由右图： V1=VSin 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3因杆上各点绕 0 点转动的角速度相同,假设小球速度为V 球就： =V球/L=V1b / Sin2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品

29、资料_4小球的线速度：V 球=LV1Sin2bL VSin22b可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_5末状态系统的动能： E= 1 MV 21 m V12=MmL2Sin4V 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2K2球2222b6末状态系统的机械能：E2=EK2+EK1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_将、联立,解得木块的速度：V=2mgLSin 1Sin 2224可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_MbmL Sin2此题解答起来好像很复杂,其实物理情形很简洁,只要概念清晰,并不困难.此题难点

30、是小球的转动线速度和木块速度间的关系,它们通过P 点线速度搭桥.仍有有两个问题木块水平面对右的速度 V 产生两个成效： 其中一个是 P 点细杆绕 0 点转动的线速度 V1 . P 点细杆绕 0 点转动的角速度与小球绕 0 点转动的角速度相等,由此建立小球线速度V 球的表达式.论述题和运算题一般的摸索方法是：第一分析争论对象受力情形.二是考查它们的功、能关系,看是否有能量守恒、机械能守恒、动能定理.三是假设争论对象为一个系统那就看它们的动量是否守恒.四是用动量定理争论.最终用牛顿其次定律并结合运动学规律争论用运动学规律时,物体必需是做匀变速直线运动.canpoint58818068canpoin

31、t188可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_canpoint例 12、如下图,小车长L=2m,质量 m1=2 ,静止在光滑的水平面上,质量m2=2 的物体在小车上以V0 =2 5m/S 的水平速度从 A 端向 B 端滑动,假设m1 与 m2 间动摩擦因数 =0 05,求： 1多长时间后物体m2 脱离小车？2 2在车上滑动过程中m2 对小车的摩擦力所做的正功和小车对 m2 的摩擦力所做的负功各是多少？g=10m/S 思路分析：物体滑上小车后,受到小车施给的向左的滑动摩擦力作用开头向右作匀减速直线运动.与此同时,小车受到物体给它的水平向右的滑动摩擦力作用,小车开头作初速的零的匀加速直线

32、运动.由牛顿其次定律,小车的加速度：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_am2 g1m10 0521020 5m /S 2 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_物体的加速度： a 2m2 g m2g0 05100 5m / S 2 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_由运动学学规律,并依据图16 14 所示,有：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_t1小车 S 1= 1 a22物体 S 2=S1+L=V0t-1 a t 222可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_解得 t1=1s, t 2

33、=4s舍去即经过 t=1S 后物体脱离小车.在时间 t=1S 内,物体的位移：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_S2=V0t-1 a t 2222 51m10 5 1 m=2 25m.22可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_小车的位移： S1=S2-L=2 25m-2m=0 25m由功的定义, m2 对小车的摩擦力所做的正功：W1= m2g S1=0 05 210 025J=0 25J小车对 m2 的摩擦力做的负功： W2= m2gS2=0 052 10 225J=2 25J其次种解答：仍可以由动能定理求解摩擦力分别对物体和小车做功.在 t=1S 时,由运动学公式,小

34、车和物体的速度分别为：V1=a1t=0 5 1m/s=0 5m/SV2=V0-a 2t=2 5m/s-0 5 1m/s=2m/S对小车应用动能定理：W = 1 m V 2120 52 J0 25Jf11 1221212122可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_对物体应用动能定理：Wf2 =2m2V2m2V022222 5 J2 25J可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_两种解法告知我们：假设两个相互作用的物体组成的系统无外力作用时,可用隔离法从力入手分别研canpoint58818068canpoint188可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_canpoin

35、t究物体动力学、运动学要受恒力、功能关系、等规律,又可以系统为争论对象,从系统的功能关系两个渠道争论.两种解答拓宽了我们从力学规律动身的解题思路.例 13、一传送带装置示意图如,其中传送带经过AB 区域时是水平的,经过BC区域时变为圆弧形圆 弧由光滑模板形成,未画出,经过 CD区域时是倾斜的, AB和 CD都与 BC相切.现将大量的质量均为m的小货箱一个一个在A 处放到传送带上,放置时初速度为零,经传送带运输到D 处, D 和 A 的高度差为 h.稳固工作时传送带的速度不变,CD段上各箱等距排列,相邻两箱的距离为L.每个箱子在 A 处投放后,在到达 B 之前已经相对于传送带静止,且以后也不再滑

36、动忽视经BC段时的微小滑动 .已知在一段相当长的时间 T 内,共运输小货箱的数目为N.这装置由电动机带动,传送带与轮子间无相对滑动,不计轮轴处的摩擦.求电动机的平均输出功率P .思路分析：我们争论的对象为一传动装置,“这一装置由电动机带动,传送带与小轮间无相对滑动,不计轮轴处的摩擦”,由能量守恒规律,电动机的平均输出功率P 应转化为系统小货箱和传送带机械功率和摩擦热功率.又“稳固工作时传送带速度不变”,即传送带机械能并没有发生变化.“而小货箱一个一个在A 处放到传送带上,放置时初速度为零,经传送带送到D 处, D 和 A 的高度差为 h”,且“每个箱子在A 处投放后,在到达 B 之前已经相对于

37、传送带静止” ,系统增加的机械能仅表现为小货箱增加的动能和重力势能.假设以的面为参照系,设传送带的速度为V0,系统摩擦热为 Q一个货箱与皮带间 ,就上述能量守恒可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_关系式为：WN .12mV02NmghNQ可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_在时间 T 内,电动机输出的平均能量：WPT可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_再由题设条件, “每个箱子在 A 处投放后,在到达 B 之前已经相对传送带静止”,该过程中 1用动力学规律考查：、每个小货箱在水平运输的过程中,先在滑动摩擦力作用

38、下做匀加速直线运动,在速度增加到传送带的运动速度 V0 的时间 t 内,路程设为 S,加速度为 a,就有：2S=1 atV0=at2、对传送带,在时间t 内,假设路程为 S0,有： S0=V0tcanpoint58818068canpoint188可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_canpoint解、三式,可得：S 0=2S2用功能关系考查由式可知,传送带与小货箱间有相对滑动,且相对滑动的距离S=S .有相对滑动系统就要克服滑动摩擦力做功将缺失的机械能转化为系统内能.有两方法求解这个摩擦热例十二谈到,其中一种方法是：滑动摩擦力f 乘小货箱间的相对位移S,即可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_Q=f S=fS=1 mV 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_02可见, 在小货箱加速运动的过程中,小货箱获得的动能与发热相等.小货箱由 B 到 D的过程中无相对滑动, 系统不克服摩擦力做功,就没有摩擦热了.已知相邻两小箱的距离为,在时间T 内、有V0 T=N L联立、四式,得：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_PNm TN 2 L2T 2gh 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_有同学解答此题时丢掉了小货箱与皮带间相对滑动时系统克服摩擦力做功缺失机械能,并且将缺失的机械能转化为系统的内能.肯定要记住：在静摩擦力做功