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活用动能定理巧解题

2012-07-19蓝春杰

物理教师 2012年7期

蓝春杰

(青岛市城阳区第一高级中学,山东 青岛 266108)

动能定理是高中学习中常用的比较重要的定理之一.在应用其处理物理问题时,不涉及具体的运动过程,给解题带来了很大的便利;在求解不涉及时间的问题时也用动能定理来处理.动能定理除用来处理常规的题目,在处理有些疑难问题时,往往具有独辟巧径、轻盈灵动的特点.

1 活用动能定理巧求变力功

例1.用汽车从井下提重物,重物质量为m定滑轮高为H,如图1所示,已知汽车由A点从静止开始运动到B点时的速度为vB,此时轻绳与竖直方向夹角为θ.这一过程中轻绳的拉力做功多大?

解析:绳对重物的拉力为变力,应用动能定理列方程.以重物为研究对象:

图1

由图1所示,重物的末速度vm与汽车在B点的速度vB的沿绳方向的分速度相同,则

联立(1)~(3)式解得

点评:如果所研究的问题中有多个力做功,其中只有一个力是变力,其余的都是恒力,而且这些恒力所做的功比较容易计算,研究对象本身的动能增量也容易计算时,巧用动能定理就可以灵活求出这个变力所做的功.

用动能定理解决变力做功的方法:一般不直接求功,而是分析动能变化再由动能定理求功.

2 活用动能定理巧求多过程问题

例2.如图2所示,在一个固定盒子里有一个质量为m的滑块,它与盒子底面间动摩擦因数为μ,开始滑块在盒子中央以足够大的初速度v0向右运动,与盒子两壁碰撞若干次后速度减为0,若盒子长为L,滑块与盒壁碰撞……

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