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    動(dòng)能定理的靈活應(yīng)用

    2018-12-10 02:35朱建武
    新高考·高一物理 2018年8期
    關(guān)鍵詞:鐵塊恒力臺(tái)面

    朱建武

    功是能量轉(zhuǎn)化的量度.無(wú)論運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)、運(yùn)動(dòng)軌跡,無(wú)論做功的力是恒力還是變力,都有合外力所做功即各個(gè)力所做總功,等于物體動(dòng)能的變化量.該規(guī)律的表達(dá)式為W合= △Ek或W總=△Ek.

    例5 如圖3所示,質(zhì)量為M=4 kg的木板靜止在光滑的水平面上,在木板的右端放置一個(gè)質(zhì)量m =1 kg、大小可以忽略的鐵塊,鐵塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,在鐵塊上加一個(gè)水平向左的恒力F=8 N,鐵塊在長(zhǎng)L=6 m的木板上滑動(dòng),取g=10 m/s2.求:

    (1)經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間鐵塊運(yùn)動(dòng)到木板的左端.

    (2)在鐵塊到達(dá)木板左端的過(guò)程中,恒力F對(duì)鐵塊所做的功.

    (3)在鐵塊到達(dá)木板左端時(shí),鐵塊和木板的總動(dòng)能.

    例6 如圖4所示,水平傳送帶AB長(zhǎng)21 m,以6 m/s順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),臺(tái)面與傳送帶平滑連接于B點(diǎn),半圓形光滑軌道半徑R =1.25 m,與水平臺(tái)面相切于C點(diǎn),BC長(zhǎng)s=5.5 m,P點(diǎn)是圓弧軌道上與圓心O等高的一點(diǎn).一質(zhì)量為m =1 kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),從A點(diǎn)無(wú)初速度釋放,物塊與傳送帶及臺(tái)面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.1,則關(guān)于物塊的運(yùn)動(dòng)情況,下列說(shuō)法正確的是 ( ? ?)

    A.不能至0達(dá)P點(diǎn)

    B.能越過(guò)P點(diǎn)做斜拋運(yùn)動(dòng)

    C.能越過(guò)P點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)

    D.能到達(dá)P點(diǎn),但不會(huì)出現(xiàn)選項(xiàng)B、C所描述的運(yùn)動(dòng)情況

    可見物塊到達(dá)P點(diǎn)速度恰為零,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;此后從P點(diǎn)沿網(wǎng)弧軌道滑回,不會(huì)出現(xiàn)選項(xiàng)B、C所描述的運(yùn)動(dòng)情況,選項(xiàng)D正確.

    五、深刻剖析“彈簧模型”過(guò)程本質(zhì)

    例7 如圖5所示,水平桌面上的輕質(zhì)彈簧一端固定,另一端與小物塊相連.彈簧處于自然長(zhǎng)度時(shí)物塊位于O點(diǎn)(圖中未標(biāo)出).物塊的質(zhì)量為m,AB =a,物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,現(xiàn)用水平向右的力將物塊從O點(diǎn)拉至4點(diǎn),拉力做的功為w撤去拉力后物塊由靜止向左運(yùn)動(dòng),經(jīng)O點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零.重力加速度為g,則上述過(guò)程出( ? ?)

    【小結(jié)】在靜電場(chǎng)中應(yīng)用動(dòng)能定理時(shí),關(guān)鍵要考慮電場(chǎng)力在內(nèi)的各個(gè)力做功以及初、末狀態(tài)的動(dòng)能,此時(shí)不要考慮什么重力勢(shì)能和電勢(shì)能.

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