王恒榮
一、動能與其他形式能的綜合
例1 一個(gè)25 kg的小孩從高度為3.0 m的滑梯頂端由靜止開始滑下,滑到底端時(shí)的速度為2.0 m/s.取g=10 m/s2,關(guān)于力對小孩做的功,以下結(jié)果正確的是()
A.合外力做功50 J
B.阻力做功500 J
C.重力做功500 J
D.支持力做功50 J
【點(diǎn)評】功是能量轉(zhuǎn)化的量度,物體動能發(fā)生變化則一定有力對物體做了功.動能定理應(yīng)用中求合力的功及確定物體初末狀態(tài)的動能是關(guān)鍵.解題時(shí)要巧妙地運(yùn)用好功能關(guān)系、能量守恒定律,同時(shí)注意把動能的變化,重力勢能的變化,機(jī)械能的變化與相應(yīng)力做功的關(guān)系區(qū)別開來.
【點(diǎn)評】對多過程問題可采用分段法和整段法處理,解題時(shí)應(yīng)靈活處理,通常用整段法解題往往比較簡潔.用動能定理分析多過程問題,關(guān)鍵是對研究對象進(jìn)行準(zhǔn)確的受力分析及運(yùn)動過程分析,并畫出物體運(yùn)動過程的示意圖,通過示意圖幫助我們理解物理過程和各量關(guān)系,有些力在物體運(yùn)動全過程中不是始終存在的,在計(jì)算外力做功時(shí)更應(yīng)引起注意.
三、動能定理分析變力做功問題
例3 如圖1所示,一個(gè)質(zhì)量為m的圓環(huán)套在一根固定的水平直桿上,環(huán)與桿間動摩擦因數(shù)為μ,現(xiàn)給環(huán)一個(gè)向右的初速度vo,如果在運(yùn)動過程中還受到一個(gè)方向始終豎直向上的力F的作用,已知力F的大小為F=kv(k為常數(shù),v為環(huán)的運(yùn)動速度),則環(huán)在整個(gè)運(yùn)動過程中克服摩擦力所做的功(假設(shè)桿足夠長)可能為
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【點(diǎn)評】在連接體問題中,若不涉及系統(tǒng)內(nèi)的相互作用時(shí),常以整體為研究對象求解,對系統(tǒng)應(yīng)用動能定理列式時(shí)要特別注意防止遺漏系統(tǒng)內(nèi)物體的動能.這類問題也可以運(yùn)用隔離法選擇研究對象,運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律求解,但解題過程一般比較復(fù)雜,而運(yùn)用功能原理求解時(shí)則就顯得簡單多了,
【點(diǎn)評】動能定理與圖象相結(jié)合的試題,綜合信息強(qiáng),這類題對同學(xué)們的能力也相對較高.此類試題常常涉及v-t、F-t等圖象,分析時(shí)應(yīng)從圖象中提取與速度、功、動能等相關(guān)的信息,然后用動能定理進(jìn)行解題.