动能定理ppt课件 (2).ppt

1 第三讲动能定理 2 功是能量变化的量度W E EK EG E弹 E机 E内 E电 一个最基本的观点 W 重力功 弹力的功 摩擦力的功 动摩擦 静摩擦 电场力的功 安培力的功 核力的功 图象F s图象v t 合力的功 单力的功 我们都学过哪些力的功呢 3 动能定理是最重要的物理规律 应该对其应用熟练掌握 4 F f f t F 一个熟悉的情景 描述 牛顿定律 F F F f F f F f F F f F F f F F f F F f F F f F F f F F f F 运动学公式 5 动能定理 6 动能定理描述总功与物体动能变化的关系 7 解题要点 1 对象 关注单体 选定研究的过程 2 受力 关注所有力的功 正 负 确定总功 3 状态 关注所选过程初末态动能 4 方程 8 如图所示 物体在离斜面底端4米处由静止滑下 若动摩擦因数均为0 5 斜面倾角为370 斜面与平面间由一小段圆弧连接 求物体能在水平面上滑行多远 S平 1 6m 对象 物体 方程 结合几何关系可得 过程 从开始下滑到停止 受力 状态 初末态动能为0 解 9 质量为m的跳水运动员从高为H的跳台上以速率v1起跳 落水时的速率为v2 运动中遇有空气阻力 那么运动员起跳后在空中运动克服空气阻力所做的功是多少 解 对象 运动员 过程 从起跳到落水 受力分析 如图示 由动能定理列方程 10 从误区说起 误区一 单力功与合力功不分 有些同学总是认为动力功量度动能的变化量 一质量为1kg的物体被人用手由静止向上提升1m 这时物体的速度2m s 则下列说法正确的是 A 手对物体做功12JB 合外力对物体做功12JC 合外力对物体做功2JD 物体克服重力做功10J 单力功 单力功 重力功 ACD 合力功 11 在奥运比赛项目中 高台跳水是我国运动员的强项 质量为m的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动 设水对他的阻力大小恒为F 那么在他减速下降高度为h的过程中 下列说法正确的是 g为当地的重力加速度 A 他的动能减少了FhB 他的重力势能增加了mghC 他的机械能减少了 F mg hD 他的机械能减少了Fh 合外力的功 重力的负功 单力功 阻力的功 单力功 D 高考摸拟题 阻力的功 单力功 12 水平恒力F作用在物体上 物体在光滑水平面上沿力的方向移动s距离 恒力做功为 物体获得的动能为 若该恒力作用在同一物体上 物体在粗糙水平面上移动相同距离S 恒力做功为 物体获得的动能为则 A B C D C 13 理解相关知识的区别和联系 最简单的情景 只受一力 单力即合力 误区一小结 合力的瞬时效果 合力的功 类比 物体产生加速度 物体动能变化 14 考题 已知m 1kg 静止在 0 1的水平面上 现用水平外力F 2N拉其运动1m后撤去外力 问它还能走多远 F f f 0 0 F 从误区说起误区二 认为W总一定是合外力的功 1m 15 误区二小结 总功可以是几个力在同一段位移中的功 也可以是一个力在几段位移中的功 还可以是几个力在几段位移中的功 求总功有两种方法 一种是先求出合外力 W FScos 另一种是 W W1 W2 W3 16 从误区中发现 使用动能定理解题时 应优选长过程使用 给解题带来方便 一个熟悉的例题 铅球从1米高处掉入沙坑 已知铅球在下陷过程中受到沙子的平均阻力为铅球重力的20倍 则铅球在沙中下陷深度为多少米 解法一分段 自由下落 进入沙坑 解法二全程 约0 05m 17 如图所示 ABCD是一个盆式容器 盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧 BC为水平的 其距离d 0 5米 盆边缘的高度h 0 3米 在A处放一个质量为m的的小物块并让其从静止出发下滑 已知盆内侧壁是光滑的 而BC面与小物块间的动摩擦因数为 0 1 小物块在盆内来回滑动 最后停下来 则停的地点到B的距离为 A 0 5米 B 0 25米 C 0 10米 D 0 D 解 对m A 停 18 如图所示 AB与CD为两个对称斜面 其上部足够长 下部分别与一个光滑的圆弧面的两端相切 圆弧圆心角为1200 半径R为2 0米 一个物体在离弧底E高度为h 3 0米处 以初速4 0米 秒沿斜面向下运动 若物体与两斜面的动摩擦因数为0 2 则物体在两斜面上 不包括圆弧部分 一共能走多长路程 取g 10米 秒2 19 S 28m 解 对小物体 从A到B 20 如图所示 DO是水平面 AB是斜面 初速为v0的物体从D点出发沿DBA滑动到顶点A时速度刚好为零 如果斜面改为AC 让该物体从D点出发沿DCA滑动到A点且速度刚好为零 则物体具有的初速度 已知物体与路面之间的动摩擦因数处处相同且不为零 A 大于v0B 等于v0C 小于v0D 取决于斜面的倾角 B 分析 21 例如 从误区说起误区三 认为速度可分解 动能也可分解 认为动能定理有分量式 22 误区三小结 动能定理中的位移及速度 一般都是相对地面而言的 速度是矢量 但动能是标量 与速度方向无关 不可分解 即动能定理没有分量式 23 一个质量为2Kg的物体 以4m s的速度在光滑水平面上向左滑行 从某时刻起在物体上作用一个水平向右的力 经过一段时间 物体的速度方向变为向右 大小仍是4m s在这段时间内水平力对物体所做的功为 A 0B 3JC 16JD 32J A 24 误区四 分不清恒力功与变力功 认为动能定理只适用于恒力做功的情况 一人用力踢质量为1千克的皮球 使球由静止以10米 秒的速度飞出 假定人踢球瞬间对球平均作用力是200N 球在水平方向运动了20米停止 那么人对球所做的功为 A 500J B 50J C 4000J D 无法确定 如果球以10m s迎面飞来 踢出速度仍为10m s 则运动员对球做的功为多少 B 25 如图所示 质量为m的物块与转台之间能出现的最大静摩擦力为物块重力的k倍 它与转台转轴OO 相距R 物块随转台由静止开始转动 当转速增加到一定值时 物块即将在转台上滑动 在物块由静止到相对转台开始滑动前的这一过程中 转台对物块做的功为 A 0B 大于kmgR 2C 等于kmgR 2D 小于kmgR 2 26 解 对m 静摩擦力的分力提供向心力 从静止到刚要相对运动 由动能定理 27 如图所示 质量为m的物块与转台之间能出现的最大静摩擦力为物块重力的k倍 它与转台转轴OO 相距R 物块随转台由静止开始转动 当转速增加到一定值时 物块即将在转台上滑动 在物块由静止到相对转台开始滑动前的这一过程中 转台对物块做的功为 A 0B 大于kmgR 2C 等于kmgR 2D 小于kmgR 2 D 28 误区四小结 动能定理适用于物体做直线运动 也适用于曲线运动 适用于恒力做功 也适用于变力做功 并且是一种求变力做功的很好的方法 29 水平面上有质量相等的a b两个物体 水平推力F1 F2分别作用在a b上 一段时间后撤去推力 物体继续运动一段距离后停下 两物体的v t图线如图所示 图中AB CD 则整个过程中A F1的功等于F2的功B F1的功小于F2的功C 撤去推力后摩擦力对a物体的功等于摩擦力对b物体的功D 外力对a物体的总功等于外力对b物体的总功 误区五 不会阅读图像 从中看出功能关系 30 A F1的功等于F2的功B F1的功小于F2的功C 撤去推力后摩擦力对a物体的功等于摩擦力对b物体的功D 外力对a物体的总功等于外力对b物体的总功 BCD 31 误区五小结 在F s图象 v t图象中我们可以得到许多有用的信息 这些信息对我们分析物体的动能 力做功非常有帮助 为解决问题带来很大的方便 要学会和习惯利用图像这一工具进行物理描述与分析 32 总结动能定理的优点 1 动能定理既适用于物体的直线运动 也适用于曲线运动 既适用于恒力做功 也适用于变力做功 力可以是各种性质的力 既可以同时作用 也可以分段作用 研究过程既可以是单一过程 也可以是多个过程组成的全过程 2 应用动能定理解题的特点 跟过程的细节无关 即解题时不涉及物体运动的方向 加速度和时间 且与中间变化过程无关 所以应用时非常方便 33 多过程问题总质量为M的列车沿水平直线轨道匀速前进 其末节车厢质量为m 中途脱节 司机发觉时 机车已行驶了L的距离 于是立即关闭油