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核心物理8:高中物理必修二之动能定理核心知识讲解附例题讲解

动能定理

1.动能

(1)概念:

物体由于运动而具有的能量,称为动能。

(2)表达式:

2.动能定理——合外力做功与动能关系(核心)

(1)定义

合力在一个过程中对物体做的功,等于物体在这个过程中动能的变化,即:

(2)易错点:正、负功的判断。

正功:力和速度方向相同(小于90度)

负功:力和速度方向相反(大于90度)

(2)合外力做功计算

单独计算每个力做的功,正功用“+”,负功用“-”,把每个力所做的功“加”起来,即表示合外力做功。

(4)解题思路:

①确定研究对象及其运动过程,确定初、末点;

②分析研究对象在研究过程中受力情况,弄清各力做功(力做正功用+,力做负功用-),并计算合外力做功大小,放在式子左边;

③找出初、末动能,用末动能减初动能放在式子右边。

④第一步不可随意移项,列出式子后求解。

(5)考题猜想:

涉及运动的问题,特别是单个物体的运动

【例题】

如图所示,倾角θ=37°的斜面底端B平滑连接着半径r=0.40 m的竖起光滑圆轨道。质量m=0.50 kg的物块,从距地面h=2.7 m处沿斜面由静止开始下滑,物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25。(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2)求:

(1)物块滑到斜面底端B时的速度大小;

(2)物块运动到圆轨道的最高点A时,对圆轨道的压力大小。

【解析】

(1)物块沿斜面下滑到B的过程中,在重力、支持力和摩擦力作用下做匀加速运动,设下滑到斜面底端B时的速度为v,则由动能定理可得

(2)设物块运动到圆轨道的最高点A时的速度为vA,在A点受到圆轨道的支持力为FN,物块沿圆轨道上滑到A点的过程由动能定理得

物块运动到圆轨道的最高点A时

联立①②解得FN=20 N

由牛顿第三定律可知,F压=FN=20N

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