高考物理总复习 52动能 动能定理课件 新人教版.ppt

第2单元动能动能定理 名师面对面 动能是标量 只有大小没有方向 故动能只和速率有关 与物体运动方向无关 动能是状态量 动能的变化 增量 是过程量 动能具有相对性 其值大小与参考系的选取有关 一般没有特殊说明都选择地面为参考系 特别是在动能定理中的应用要注意 例1 2013 江苏 水平面上 一白球与一静止的灰球碰撞 两球质量相等 碰撞过程的频闪照片如图所示 原题中用直尺测量 碰撞前相邻两位置之间的长度约为1 4cm 碰撞后相邻两位置之间的长度约为0 8cm 据此可推断 碰撞过程中系统损失的动能约占碰撞前动能的 a 30 b 50 c 70 d 90 二 动能定理1 表述 力在一个过程中对物体所做的功 等于物体在这个过程中动能的变化 2 数学表达式 w ek2 ek1 例2 2011 北京 如图所示 长度为l的轻绳上端固定在o点 下端系一质量为m的小球 小球的大小可以忽略 轻绳与竖直方向的夹角为 由图示位置无初速度释放小球 求当小球通过最低点时的速度大小及轻绳对小球的拉力 不计空气阻力 名师点拨 应用动能定理解题的一般步骤 确定研究对象和研究过程 其中研究对象可以为一个质点也可以为质点系 对研究对象进行受力分析 周围物体施予研究对象的所有的力 并分析哪些力做功 哪些力不做功 哪些力做正功 哪些力做负功 写出合外力做的功 或分别写出各个力做的功 如果研究过程中物体受力情况有变化 要分别写出该力在各个阶段做的功 写出物体的初 末动能 列式求解 解析 在小球从最低点到最高点通过半个圆周的过程中 空气阻力的大小未知 但方向始终与速度的方向相反 所以是变力 求此变力所做的功应从功和能的关系入手 由动能定理求出 但应先分别求出小球在最低点和最高点的动能 答案 c 技巧提升 教科书中动能定理虽然是通过牛顿定律通过特例推导出来的 但牛顿运动定律无法取代动能定理运动的优越性 特别是在解决变力做功的问题 本题为什么在最低点和最高点这两个位置 时刻 要用牛顿运动定律 为什么由最低点到最高点的运动过程要用动能定理 通过解题 要注意加深对牛顿运动定律 动能定理的理解 以便于能灵活运用并选择适当的规律列式 触类旁通 2013 江苏无锡 如图所示 光滑水平面上 一小球在穿过圆孔的绳子的拉力作用下沿一圆周匀速运动 当绳的拉为为f时 圆周半径为r 当绳的拉力增大到8f时 小球恰可沿半径为r 2的圆周匀速运动 在上述增大拉力的过程中 求绳的拉力对球做的功 答案 1 5fr 二 多过程动能定理的应用 例2 题根 一个质量为2kg的铅球从离地面2m高处自由下落 陷入沙坑中2cm深处 求沙子对铅球的平均阻力 g 10m s2 技巧提升 本例中物体不是经历一个简单的运动过程 当物体经历几个运动过程时 往往选取全过程根据动能定理列式比较简单 不管用什么方法列式 首先要做的都是准确分析判断有多少个过程 然后逐个分析有哪些力做功 且各力做功应与位移相对应 并确定初 末状态动能 触类旁通 2013 天津 质量为m 4kg的小物块静止于水平地面上的a点 现用f 10n的水平恒力拉动物块一段时间后撤去 物块继续滑动一段位移停在b点 a b两点相距x 20m 物块与地面间的动摩擦因数 0 2 g取10m s2 求 1 物块在力f作用过程发生位移x1的大小 2 撤去力f后物块继续滑动的时间t 解析 1 首先确定研究对象 小物块 在从a到b的整个运动过程中对小物块受力分析 示意图如下图所示 从a到b过程初末速度均为零 其中f只在x1中做功 f整个过程均做功 根据动能定理 有fx1 fx2 0 其中 f mg 联立解得x1 16m 答案 1 16m 2 2s 一 动能定理与平抛及圆周运动的综合 例1 某兴趣小组设计了如下图所示的玩具轨道 其中 2008 四个等高数字用内壁光滑的薄壁细圆管弯成 固定在竖直平面内 所有数字均由圆或半圆组成 圆半径比细管的内径大得多 底端与水平地面相切 弹射装置将一个小物体 可视为质点 以va 5m s的水平初速度由a点弹出 从b点进入轨道 依次经过 8002 后从p点水平抛出 小物体与地面ab段间的动摩擦因数 0 3 不计其他机械能损失 已知ab段长l 1 5m 数字 0 的半径r 0 2m 小物体质量m 0 01kg g 10m s2 求 1 小物体从p点抛出后的水平射程 2 小物体经过数字 0 的最高点时管道对小物体作用力的大小和方向 答案 1 0 8m 2 0 3n 竖直向下 触类旁通 2013 江苏南京 如下图所示的 s 形玩具轨道 该轨道是用内壁光滑的薄壁细圆管弯成 固定在竖直平面内 轨道弯曲部分是由两个半径相等的半圆连接而成 圆半径比细管内径大得多 轨道底端与水平地面相切 弹射装置将一个小球 可视为质点 从a点水平弹射向b点并进入轨道 经过轨道后从p点水平抛出 已知小球与地面ab段间的动摩擦因数 0 2 不计其他机械能损失 ab段长为l 1 25m 圆的半径为r 0 1m 小球质量为m 0 01kg 轨道质量为m 0 15kg g 10m s2 求 1 若v0 5m s 小球从p点抛出后的水平射程 2 若v0 5m s 小球经过轨道的最高点时 管道对小球作用力的大小和方向 3 设小球进入轨道之前 轨道对地面的压力大小等于轨道自身的重力 当v0至少为多少时 轨道对地面的压力为零 2 设在轨道最高点时管道对小球的作用力大小为f 取竖直向下为正方向 f mg m 联立代入数据解得f 1 1n 方向竖直向下 名师点拨 本题中第 3 问要注意临界状态的分析 从能量达到题目要求中的最小 从受力分析出f 的方向 二 用规范数学方法解决动能定理的有关问题 例2 倾斜雪道的长为25m 顶端高为15m 下端经过一小段圆弧过渡后与很长的水平雪道相接 如下图所示 一滑雪运动员在倾斜雪道的