《机械能》第5课时动能定理的应用(二).doc

动能定理的应用（二）

学习目标：学会分析复杂的多过程问题、会应用动能定理解决该问题
活动一：曲线运动的多过程问题
1．如图所示，粗糙水平地面AB与半径R＝0.4 m的光滑半圆轨道BCD相连接，且在同一竖直平面内，O是BCD的圆心，BOD在同一竖直线上．质量m＝2 kg的小物块在9 N的水平恒力F的作用下，从A点由静止开始做匀加速直线运动，已知AB=5m，小物块与水平地面间的动摩擦因数为μ=0.2．当小物块运动到B点时撤去力F．取重力加速度g=10m/s2。求：
(1)小物块到达B点时速度的大小；
(2)小物块运动到D点时，轨道对小物块作用力的大小；
(3)小物块离开D点落到水平地面上的点与B点之间的距离．

2．如图所示的“S”型玩具轨道，该轨道是用内壁光滑的薄壁细圆管弯成，放置在竖直平面内，轨道弯曲部分是由两个半径相等的半圆对接而成，圆半径比细管内径大得多，轨道底端与水平地面相切，轨道在水平方向不可移动．弹射装置将一个小球(可视为质点)从a点水平弹射向b点并进入轨道，经过轨道后从最高点d水平抛出(抛出后小球不会再碰轨道)，已知小球与地面ab段间的动摩擦因数μ＝0.2，不计其他机械能损失，ab段长L＝1.25 m，圆的半径R＝0.1 m，小球质量m＝0.01 kg，轨道质量为M＝0.26 kg，g＝10 m/s2，求：
(1)若v0＝5 m/s，小球经过轨道的最高点d时的速度；在d点管道对小球作用力的大小和方向；若小球从最高点d抛出后的水平射程；
(2)设小球进入轨道之前，轨道对地面的压力大小等于轨道自身的重力，当v0至少为多少时，小球经过两半圆的对接处c点时，轨道对地面的压力为零．

活动二：直线运动的多过程问题
3．如图所示，一质量为m =0.5kg的小滑块，在F=4N的水平拉力作用下，从水平面上的A点由静止开始运动，滑行1.75m后由B处滑上倾角为37。的光滑斜面，滑上斜面后的拉力大小不变，方向变为沿斜面向上，滑动一段时间后撤去拉力，已知小滑块沿斜面上滑到的最远点C距B点L=2m，小滑块最后恰好停在A处．不计B处能量损失，g取10m/s2， cos37°=0.8 sin37°=0.6。
（1） 求小滑块与水平面的动摩擦因数
（2）求小滑块在斜面上运动时，拉力作用的距离
（3）求小滑块在斜面上运动时，拉力作用的时间

思考：如何在复杂问题中进行过程的选择？

怎样对所选过程选取恰当的方法和规律？

活动三：机车启动模型的多过程问题
4．运动员驾驶摩托车做腾跃特技表演是一种刺激性很强的运动项目．如图所示，AB是水平路面，BC是半径为20m的圆弧，CDE是一段曲面．运动员驾驶功率始终是P＝1.8 kW的摩托车在AB段加速，到B点时速度达到最大vm＝20m/s，再经t＝13s的时间通过坡面到达E点时，关闭发动机后水平飞出．已知人和车的总质量m＝180 kg，坡顶高度h＝5m，落地点与E点的水平距离s＝16m，重力加速度g＝10m/s2．如果在AB段摩托车所受的阻力恒定，求：
（1）AB段摩托车所受阻力的大小；
（2）摩托车过B点时受到地面支持力的大小；
（3）摩托车在冲上坡顶的过程中克服阻力做的功。