动能和动能定理(二)

主编:黄冈中学物理集体备课组

应用动能定理解题的基本步骤:

1、受力分析,画出物体的受力示意图.

2、分析每个力做功的情况.

3、选定研究过程,根据动能定理列方程.

4、解方程并讨论结果.

例1、如图,在一倾角为30°的斜坡上,一辆汽车从A点由静止出发后开始爬坡,在牵引力不变的条件下,行进45m到达B点,此后,司机关掉油门,汽车又前进了15m停在C点,汽车与路面的摩擦因数,汽车质量m=104kg,g=10m/s2.求:

(1)汽车在AB段的牵引力;

(2)汽车经过B点时的速度.

解:

   (1)汽车受力如图所示,则有

f=μN=μmgcos30°=

对全过程应用动能定理,有

F·sAB-(f+mgsin30°)·sAC=0

(2)设汽车在B点的速度为vB,对B→C的过程应用动能定理,有

   -(f+mgsin30°)·sBC=0-

   

例2、一辆带着拖车的卡车总质量为M,沿平直公路匀速前进,在途中质量为m的拖车脱钩,当司机发觉时,卡车已驶过脱钩点s1,于是立即关闭油门,若阻力与车重成正比,且关闭油门前卡车的牵引力不变,试求卡车和拖车都静止时,两车之间的距离.

解法一:

  对整体有:F=kMg  ①

  设脱钩后拖车的位移为s,卡车的位移为s′

  对拖车和卡车全过程分别应用动能定理,有

  -kmgs=0-  ②

  Fs1-k(M-m)gs′=0-  ③

  由①②③,得

  (M-m)(s′-s)=Ms1

  

解法二:

  关闭油门后:a=kg

  未关闭油门时,F=0,则有

  ma=(M-m)a′对系统用牛顿第二定律

  

  设卡车加速的最大速度为vA,则有

解法三:

  若拖车脱钩后卡车也无牵引力,则s相同,由此可见拖车多前进的距离也就是由于牵引力F=kMg在位移s1上多做的功,则有

  kMgs1=k(M-m)g·△s

  

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