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1、動(dòng)能的改變 例題解析
【例1】 一物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí),下列說法正確的是
A.合外力一定對物體做功,使物體動(dòng)能改變
B.物體所受合外力一定不為零
C.合外力一定對物體做功,但物體動(dòng)能可能不變
D.物體加速度一定不為零
解析:此例主要考查學(xué)生對涉及力、速度、加速度、功和動(dòng)能各物理量的牛頓定律和動(dòng)能定理的理解.只要考慮到豎直上拋運(yùn)動(dòng)從拋出點(diǎn)又回到拋出點(diǎn)的例子,很容易得到正確答案B、D.
點(diǎn)評:動(dòng)能定理是外力對物體所做的總功等于物體動(dòng)能的增量,物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí),只能說明合外力不等于零,但做功取決于力和在力的方向上的位移.合外力不等于零,有可能在力的方向上的位移等于零.注意對概念和規(guī)律的理
2、解.
【例2】 在水平放置的長直木板槽中,一木塊以6.0 m/s的初速度開始滑動(dòng),滑行4.0 m后速度減為4.0 m/s.若木板槽粗糙程度處處相同,此后木塊還可以向前滑行多遠(yuǎn)?
解析:設(shè)木板槽對木塊摩擦力為f,木塊質(zhì)量為m,據(jù)題意使用動(dòng)能定理有:
-fs1=Ek2-Ek1,即-f·4=m(42-62)
-fs2=0-Ek2,即-fs2=-m42
兩式聯(lián)立可得:s2=3.2 m,即木塊還可滑行3.2 m.
點(diǎn)評:此題也可用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和牛頓定律來求解,但過程較繁.比較兩種方法的優(yōu)劣,可看出動(dòng)能定理的優(yōu)勢.
【例3】 如圖,在水平恒力F作用下,物體沿光滑曲面從高為h1的A處運(yùn)動(dòng)到高為h2的B處.若在A處的速度為vA,B處速度為vB,則AB的水平距離為多大?
解析:A到B過程中,物體受水平恒力F、支持力N和重力mg的作用.三個(gè)力做功分別為Fs、0和-mg(h2-h(huán)1),所以動(dòng)能定理寫為:
Fs-mg(h2-h(huán)1)=m(vB2-vA2)
解得s=[g(h2-h(huán)1)+(vB2-vA2)].
點(diǎn)評:從此例可以看出,以我們現(xiàn)在的知識水平,牛頓定律無能為力的問題,動(dòng)能定理可以很方便地解決,其關(guān)鍵就在于動(dòng)能定理不計(jì)運(yùn)動(dòng)過程中瞬時(shí)細(xì)節(jié).