动能定理在高中物理中占有重要的地位,是学生学习的重点又是难点。掌握动能定理的解题方法,是学好高中物理的基础。它能有效地拓展学生的解题方法,对学生思维的能动性的提高起着举足轻重的作用。下面从几个方面谈一下动能定理在实际中的具体应用。

一、应用动能定理的一般思维程序:

1.确定研究对象,进行受力分析,认真画出受力分析示意图;

2.若问题中涉及到F、s 、v 、m 等物理量,考虑用动能定理;

3.确定研究的物理过程(起点和终点),分析这过程中有哪些力对研究对象作功,做了多少功,正功还是负功,求出总功;

4.确定研究过程起点和终点的动能,列出动能定理表达式;

5.求解,必要时讨论结果的合理性。

二、常规题(匀变速直线运动)

例1 用拉力F使一个质量为m的木箱由静止开始在水平冰道上移动了s,拉力F跟木箱前进的方向的夹角为α(如图1),木箱与冰道间的摩擦因数为μ,求木箱获得的速度?

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由动能定理列方程得

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三、多过程问题

例2 铁球从1m高处掉入沙坑,则已知铁球在下陷过程中受到沙子的平均阻力为铁球重力的20倍(如图2),则铁球在沙中下陷深度为多少?

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解法一:分段列式

自由下落:■

沙坑减速:■

解法二:全程列式 ■

四、求变力做功问题

例3 一颗质量m=10g的子弹,以速度v=600m/s从枪口飞出,子弹飞出枪口时的动能为多少?若测得枪膛长s=0.6m,则火药引爆后产生的高温高压气体在枪膛内对子弹的平均推力多大?

由动能定理列方程得

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五、求解曲线运动问题

例4 某人从距地面25m高处水平抛出一小球,小球质量100g,

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出手时速度大小为10m/s,落地时速度大小为16m/s,取g=10m/s2,试求:

(1)人抛球时对小球做多少功?

(2)小球在空中运动时克服阻力做功多少?

对不同的过程利用动能定理列方程得

人抛球的过程:■

球在空中的过程:■

列式时要注意W合和ΔEK的正负

六、多过程问题

例6 如图3所示,质量为1kg的木块(可视为质点)静止在高1.2m的平台上,木块与平台间的动摩擦因数为0.2,用水平推力20N使木块产生位移3m时撤去,木块又滑行1m时飞出平台,求木块落地时速度的大小?

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全过程列式:

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当然,动能定理的应用范围很广,远不止这些例子。适用于直线、曲线、恒力、变力,解题简洁方便,只有灵活掌握,才能发挥主观能动性,提高学习物理的兴趣,使能动性得以发挥。