②变力功的求解问题和变力作用的过程问题:变力作用过程是应用牛顿运动定律和运动学公式难以求解的问题,变力的功也是功的计算式难以解决的问题,都可以应用动能定理来解决。
⑵在应用动能定理解题时,如果物体在某个运动过程中包含有几个运动性质不同的分过程(例如加速、减速过程),此时也可分段考虑,也可对全程考虑,如能对整个过程列式,则可以使问题简化,在把各力的功代入公式:时,要把它们的数值连同符号代入,解题要分清各过程中各个力的做功情况。
⑶动能定理问题的特征
①动力学和运动学的综合题:需要应用牛顿运动定律和运动学公式求解的问题,应用动能定理比较简便。
友情提醒:⑴动能定理适合研究单个物体,式中应指物体所受各外力对物体做功的代数和,是指物体末态动能和初态动能之差。
⑷依据动能定理列出方程:
⑸解方程,得出结果。
1.应用动能定理解题的步骤
⑴选取研究对象,明确它的运动过程。
⑵分析研究对象的受力情况。明确物体受几个力的作用,哪些力做功,哪些力做正功,哪些力做负功。
⑶明确物体的初、末状态,应根据题意确定物体的初、末状态,及初、末状态下的动能。
设此时绳对质点的拉力为T,则,联立解得:。
反思:在绳被拉直瞬时过程中有机械能的瞬时损失,绳棚直时,绳刚好水平,由于绳不可伸长,,其速度的水平分量突变为零。这时候存在机械能的瞬时损失,即物体的速度突然发生改变(物体某个方向的突然减为零)物理的机械能一定不守恒!
六、规律整合
第二过程:绳绷直过程。绳棚直时,绳刚好水平,如图2所示.由于绳不可伸长,故绳绷直时,V0损失,质点仅有速度V⊥,且。
第三过程:小球在竖直平面内做圆周运动。设质点到达O点正下方时,速度为V′,根据机械能守恒守律有:
联立解得。
,其中
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