高考物理总复习（重难点突破+题型探究）第五章第2课 动能 动能定理及其应用课件.ppt

第2课动能动能定理及其应用 第一单元功和功率 动能定理 1 对动能的理解 1 动能是标量 动能的取值可以为正值或零 但不会为负值 2 动能是状态量 描述的是物体在某一时刻的运动状态 一定质量的物体在运动状态 瞬时速度 确定时 ek有唯一确定的值 速度变化时 动能不一定变化 但动能变化时 速度一定变化 3 动能具有相对性 由于瞬时速度与参考系有关 所以ek也与参考系有关 在高中 动能公式中速度都要以地面作参考系 2 从两个方面理解动能定理 1 动能定理公式中体现的三个关系 数量关系 即合外力所做的功与物体动能的变化具有等量代换关系 可以通过计算物体动能的变化 求合外力的功 进而求得某一力的功 单位关系 等式两侧物理量的国际单位都是焦耳 因果关系 合外力的功是引起物体动能变化的原因 2 动能定理叙述中所说的 外力 既可以是重力 弹力 摩擦力 也可以是电场力 磁场力或其他力 3 应用动能定理的基本步骤和注意事项 1 应用动能定理的解题步骤 2 注意事项 动能定理的研究对象可以是单一物体 或者是可以看作单一物体的物体系统 动能定理是求解物体的位移或速率的简捷公式 当题目中涉及位移和速度而不涉及时间时可优先考虑动能定理 处理曲线运动中的速率问题时也要优先考虑动能定理 若过程包含了几个运动性质不同的分过程 既可分段考虑 也可整个过程考虑 但求功时 有些力不是全过程都做功 必须根据不同的情况分别对待求出总功 应用动能定理时 必须明确各力做功的正 负 当一个力做负功时 也可以直接用字母w表示该力做功 使其字母本身含有负号 例1 2013 广州模拟 质量为1kg的物体在水平面上滑行 其动能随位移变化的情况如图所示 取g 10m s2 则物体滑行持续的时间为 a 2sb 3sc 4sd 5s 对动能定理的理解 解析 根据动能定理w ek2 ek1 由题图可知 动能在减小 说明阻力对物体做负功 所以有 fs 0 ek 答案 d 方法点窍对动能定理的理解1 动能定理公式中等号的意义等号表明合力做功与物体动能的变化间的三个关系 1 数量关系 即合外力所做的功与物体动能的变化具有等量代换关系 可以通过计算物体动能的变化 求合力的功 进而求得某一力的功 2 单位相同 国际单位都是焦耳 3 因果关系 合外力的功是引起物体动能变化的原因 2 准确理解动能定理动能定理适用于任何力作用下 以任何形式运动的物体 或系统 是一标量式 不存在方向问题 它把过程量 做功 与状态量 动能 联系在一起 常用于求变力做功 分析复杂运动过程 判断能量间的转化关系等 动能定理的简单应用 例2 如图所示 一只20kg的狗拉着一个80kg的雪橇以3m s的速度冲上坡度为 arcsin的斜坡 已知斜坡对雪橇的摩擦阻力恒为20n 狗拉雪橇上坡时的加速度为0 2m s2 经过10s拉雪橇的套绳突然断开 雪橇刚好能冲上坡顶 求斜坡长 g取10m s2 解析 套绳断时 雪橇和狗的速度为v v0 at 3 0 2 10 m s 5m s套绳断时 雪橇通过的坡长为 套绳断开后 设雪橇在斜坡上滑行s2停下 则由动能定理有 所以斜坡的长度为s s1 s2 40m 10m 50m 答案 50m 用动能定理求变力做的功 例3 如图所示为高山滑雪飞行距离比谁最远的比赛 质量m 60kg的高山滑雪运动员 从a点由静止开始沿雪道滑下 从b点水平飞出后又落在与水平面成倾角 37 的斜坡上的c点 已知ab两点间的高度差为h 25m b c两点间的距离为s 75m g取10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 求 1 运动员从b点飞出时的速度vb的大小 2 运动员从a到b过程中克服摩擦力所做的功 审题突破 第 1 问通过平抛运动的知识解决 要注意利用斜面作图确立两个分运动的位移 再利用平抛运动的知识列两个关系式 解方程组计算平抛的初速度 第 2 问中 因摩擦力时刻与接触面相切 摩擦力做功与路程有关 且因方向不断改变 故摩擦力是个变力 不能用w fs计算 而要借助动能定理计算 解析 1 设由b到c平抛运动的时间为t 运动员在斜面上平抛的情景如下图所示 在竖直方向上 有 s sin37 gt2 在水平方向上 有 s cos37 vbt 联立 得 vb 20m s 2 运动员从a到b的过程中 设摩擦阻力做功为wf 由动能定理 有 mghab wf 代入数据解得 wf 3000j 所以运动员克服摩擦力所做的功为3000j 答案 1 20m s 2 3000j 方法点窍先