1、第四章第四章机械能和能源机械能和能源习题课习题课(二二)第第4章章 机机械械能能和和能能源源功功能能功能功能关系关系功:功:W=FScos(只适用恒力的功)只适用恒力的功)功率功率:动能:动能:势能:势能:动能定理动能定理:机械能守恒定律机械能守恒定律:功是能量转化的量度功是能量转化的量度W=E三三.应用动能定理分析一个具体过程时,要做应用动能定理分析一个具体过程时,要做到三个到三个“明确明确”:1.明确研究明确研究对象对象(研究哪个物体的运动情况)(研究哪个物体的运动情况)2.明确研究明确研究过程过程(从(从哪里哪里初初到到哪里哪里末末)3.明确各个力明确各个力做功的情况做功的情况。(还要注
2、意是还要注意是合力合力的功。的功。)4.灵活选取灵活选取参考面参考面。(用(用机械能守恒机械能守恒时说明)时说明)【例例1】若要质量为若要质量为m小球能小球能从从C C端出来,初速度端出来,初速度v v0 0至少应多大至少应多大?(忽略一切阻力)?(忽略一切阻力)v0RCAB解:取小球为研究对象,设小球刚好刚好刚好刚好能从C端出来,则在最高点时重力完全提供向心力:小球从A到C过程,只有重力做功,取AB所在水平面为零势面,由机械能守恒机械能守恒机械能守恒机械能守恒:12由以上两式得:即若要小球能从C端出来,初速度v0至少为 。若要质量为若要质量为m小球能从小球能从C C端出端出来,初速度来,初速
3、度v v0 0至少应多大?(忽略至少应多大?(忽略一切阻力)一切阻力)解:取小球为研究对象,设小球刚好刚好刚好刚好能从C端出来,则在最高点时速度为0:小球从A到C过程,只有重力做功,取AB所在水平面为零势面,由机械能守恒机械能守恒机械能守恒机械能守恒:即若要小球能从C端出来,初速度v0至少为 。由上式得:【例2】如图中圆弧轨道 AB是竖直平面内的1/4圆周,在 B点,轨道的切线是水平的。一小球自 A点从静止开始下滑,不计滑块与轨道间的摩擦和空气阻力,则在小球刚要到达 B点时的加速度大小为,刚滑过 B点时的加速度大小为。在小球刚要到达 B点时的加速度的加速度为小球做圆周运动的向心加速度:解:小球从A到B过程,只有重力做功,由动动动动能定理能定理能定理能定理:12由以上两式得:2g2gg g【第3天第3题】如图所示,以速度v0沿光滑地面滑行的小球,上升到顶部水平的跳板上后由跳板飞出。(1)当跳板高度为h时,小球飞行的距离s是多少?(2)若v0=12m/s,h为何值,飞行的距离s最大?(提示:运用数学二次方程求最大值的方法求解,g=10m/s2)AB解:(1)小球从A到B过程,只有重力做功,取A点所在水平面为零势面,由机械能守恒机械能守恒机械能守恒机械能守恒:12小球到达 B点后做平抛运动:由以上两式得:(2)当v0=12m/s 时:,则当h3.6m时,Smax7.2m.