高考物理总复习 第5章 第2课时 动能和动能定理课件.ppt

第2课时动能和动能定理 导学目标 1 掌握动能的概念 会求动能的变化量 2 掌握动能定理 并能熟练运用 一 动能 基础导引 关于某物体动能的一些说法 正确的是 a 物体的动能变化 速度一定变化b 物体的速度变化 动能一定变化c 物体的速度变化大小相同时 其动能变化大小也一定相同d 选择不同的参考系时 动能可能为负值e 动能可以分解到两个相互垂直的方向上进行运算 答案 a 知识梳理 1 定义 物体由于 而具有的能量 2 公式 式中v为瞬时速度 3 矢标性 动能是 没有负值 动能与速度的方向 运动 标量 无关 4 动能是状态量 动能的变化是过程量 等于 减初动能 即 ek 末动能 答案 动能只有正值 没有负值 但动能的变化却有正有负 变化 是指末状态的物理量减去初状态的物理量 而不一定是大的减去小的 有些书上称之为 增量 动能的变化量为正值 表示物体的动能增大了 对应于合力对物体做正功 物体的变化量为负值 表示物体的动能减小了 对应于合力对物体做负功 或者说物体克服合力做功 二 动能定理 基础导引 1 质量是2g的子弹 以300m s的速度射入厚度是5cm的木板 如图1所示 射穿后的速度是100m s 子弹射穿木板的过程中受到的平均阻力是多大 你对题目中所说的 平均 一词有什么认识 答案 1 1 6 103n见解析 图1 2 质量为500g的足球被踢出后 某人观察它在空中的飞行情况 估计上升的最大高度是10m 在最高点的速度为20m s 根据这个估计 计算运动员踢球时对足球做的功 答案 150j 基础梳理 答案 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 求合外力的功 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 合外力的功是物体动能变化的原因 考点一动能定理的基本应用 3 明确过程初 末状态的动能ek1及ek2 4 列方程w ek2 ek1 必要时注意分析题目潜在的条件 列辅助方程进行求解 2 应用动能定理的注意事项 1 动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系的 一般以地面或相对地面静止的物体为参考系 2 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 可设物体克服该力做功为w 将该力做功表示为 w 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 3 应用动能定理解题 关键是对研究对象进行准确的受力分析及运动过程分析 并画出物体运动过程的草图 借助草图理解物理过程和各量关系 4 动能定理是求解物体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 典例剖析 例1如图2所示 用恒力f使一个质量为m的物体由静止开始沿水平地面移动的位移为s 力f跟物体前进的方向的夹角为 物体与地面间的动摩擦因数为 求 1 力f对物体做功w的大小 2 地面对物体的摩擦力f的大小 3 物体获得的动能ek 图2 解析 1 物体在f的作用下 发生位移s f与s的夹角为 有w fscos 2 物体对地面的压力为fn 滑动摩擦力f fnfn mg fsin 得f mg fsin 3 由动能定理得w wf ek 0ek fscos mg fsin s 答案 1 fscos 2 mg fsin 3 fscos mg fsin s 跟踪训练1如图3所示 用拉力f使一个质量为m的木箱由静止开始在水平冰道上移动了s 拉力f跟木箱前进方向的夹角为 木箱与冰道间的动摩擦因数为 求木箱获得的速度 图3 考点解读 由于功是标量 所以动能定理中合力所做的功既可通过合力来计算 w总 f合scos 也可用每个力做的功来计算 w总 w1 w2 w3 这样 原来直接利用功的定义不能计算的变力的功可以利用动能定理方便地求得 它使得一些可能无法进行研究的复杂力学过程变得易于掌握和理解 考点二利用动能定理求功 跟踪训练2如图5所示 一位质量m 65kg的参加 挑战极限运动 的业余选手要越过一宽度为s 3m的水沟 跃上高为h 1 8m的平台 采用的方法是 人手握一根长l 3 05m的轻质弹性杆一端 从a点由静止开始匀加速助跑 至b点时 杆另一端抵在o点的阻挡物上 接着杆发生形变 同时人蹬地后被弹起 到达最高点时杆处于竖直状态 人的重心恰位于杆的顶端 此刻人放开杆水平飞出 最终趴落到平台上 运动过程中空气阻力可忽略不计 g取10m s2 1 设人到达b点时速度vb 8m s 人匀加速运动的加速度a 2m s2 求助跑距离sab 2 设人跑动过程中重心离地高度h 1 0m 在 1 问的条件下 在b点人蹬地弹起瞬间 人至少再做多少功 答案 1 16m 2 422 5j 例3 2015 苏北四市模拟 如图6所示装置由ab bc cd三段轨道组成 轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接 其中轨道ab cd段是光滑的 水平轨道bc的长度s 5m 轨道cd足够长且倾角 37 a d两点离轨道bc的高度分别为h1 4 30m h2 1 35m 现让质量为m的小滑块自a点由静止释放 已知小滑块与轨道bc间的动摩擦因数 0 5 重力加速度g取10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 求 14 用 分析法 解多过程问题 3 对小滑块运动全过程应用动能定理 设小滑块在水平轨道上运动的总路程为s总有 mgh1 mgs总将h1 代入得s总 8 6m故小滑块最终停止的位置距b点的距离为2s s总 1 4m 答案 1 3m s 2 2s 3 1 4m 方法提炼1 分析法 将未知推演还原为已知的思维方法 用分析法研究问题时 需要把问题化整为零 然后逐步引向待求量 具体地说也就是从题意要求的待求量出发 然后按一定的逻辑思维顺序逐步分析 推演 直到待求量完全可以用已知量表达为止 因此 分析法是从未知到已知