以下是一些高一物理动能定理的例题:
1. 物体沿一光滑的水平面以速度v运动,从A点开始在水平面上作匀减速直线运动,到达B点时的速度为零。已知A、B两点间的距离为d,求物体运动过程中动能定理的例题。
解:以初速度方向为正方向,由动能定理得:
$- fs = 0 - \frac{1}{2}mv^{2}$
其中,f为摩擦力,s为物体在摩擦力作用下的位移。
2. 一个小球从高处自由下落,忽略空气阻力,已知小球下落过程中受到的空气阻力随速度的增大而增大,但小球仍可以看作是质点。设小球下落时空气阻力大小恒定,求小球从静止开始下落到速度为v所需的时间。
解:根据动能定理得:
$- mgh - fs = 0 - \frac{1}{2}mv^{2}$
其中,h为小球下落的高度,s为小球受到的空气阻力作用下的位移。
3. 一辆汽车在平直公路上行驶,其加速度方向与速度方向一致。它通过某一段距离的速度为v_{1},通过下一段同样长距离的速度为v_{2}。已知通过这两段距离所用时间相等,求这两段距离的平均速度。
解:根据动能定理得:
$- \frac{1}{2}mv_{1}^{2} - \frac{1}{2}mv_{2}^{2} = 0 - Fs$
其中,F为牵引力,s为汽车通过两段距离所用的位移。
则这两段距离的平均速度为:$\frac{s}{t} = \frac{v_{1} + v_{2}}{2}$。
这些例子可以帮助你理解高一物理动能定理的应用和解题方法。
题目:一个质量为5kg的物体,在水平地面上受到一个大小为20N、方向与水平面成30度角斜向上的拉力作用,物体移动了2m的距离,求物体动能的变化。
解析:
首先,我们需要知道物体在这个过程中的初动能和末动能。在初状态,物体的动能可以由其速度决定,这个速度可以通过牛顿第二定律来计算。在末状态,物体的动能可以直接由其位移和速度的关系来计算。
已知物体质量为:5kg
已知拉力大小为:20N
拉力与水平方向夹角为:30度
物体移动的距离为:2m
根据力的分解,我们可以得到物体实际受到的合力:
F合 = Fcos30度 = 20N (√3/2) = 17.32N
根据牛顿第二定律,物体的加速度为:
a = F合 / m = (17.32N) / 5kg = 3.46m/s^2
物体在这个过程中的初速度可以由加速度和距离决定:
v0 = √(2aS) = √(2 3.46 2) = 4.9m/s
末动能可以通过物体的位移和速度的关系来计算:
E = 1/2mv^2 = 1/2 5kg (4.9m/s)^2 = 68.67J
动能的变化量ΔE = E - E0 = 68.67J - 0 = 68.67J
所以,这个物体在这个过程中的动能变化了68.67J。