《动能定理及其应用》PPT课件.ppt

第2节动能定理及其应用 标 二 动能定理 动能的 变化 增加 减少 曲线运动 变力做功 不同时作用 思路点拨 变力做功一般用动能定理计算 应用时弄清整个过程中的动能变化及其他力做的功是关键 答案 C 方法与知识感悟 应用动能定理求变力的功时 应抓住以下几点 1 分析物体受力情况 确定哪些力是恒力哪些力是变力 2 找出恒力的功及变力的功 3 分析物体初末状态 求出动能变化量 4 运用动能定理求解 题型二 动能定理在多过程中的应用例2冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目 比赛场地示意图如图所示 比赛时 运动员从起滑架处推着冰壶出发 在投掷线AB处放手让冰壶以一定的速度滑出 使冰壶的停止位置尽量靠近圆心O 为使冰壶滑行得更远 运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面 使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小 设冰壶与冰面间的动摩擦因数为 1 0 008 用毛刷擦冰面后动摩擦因数减小至 2 0 004 在某次比赛中 运动员使冰壶C在投掷线中点处以2m s的速度沿虚线滑出 为使冰壶C能够沿虚线恰好到达圆心O点 运动员用毛刷擦冰面的长度应为多少 g取10m s2 思路点拨 分析冰壶经历了几个运动过程 这些过程中受哪些力 分别做多少功 然后分过程或全过程列动能定理方程即可求解 2 应用动能定理要注意的几个问题 1 正确分析物体受力 要考虑物体受到的所有力 包括重力 2 要弄清各力做功情况 计算时应把已知功的正 负代入动能定理表达式 3 有些力在物体运动全过程中不是始终存在 导致物体的运动包括几个物理过程 物体运动状态 受力情况均发生变化 因而在考虑外力做功时 必须根据不同情况分别对待 例3如图所示 ABCD为一竖直平面的轨道 其中BC水平 A点比BC高出10m BC长1m AB和CD轨道光滑 一质量为1kg的物体 从A点以4m s的速度开始运动 经过BC后滑到高出C点10 3m的D点速度为零 g取10m s2 求 1 物体与BC轨道的动摩擦因数 2 物体第5次经过B点时的速度 3 物体最后停止的位置距B点多远 思路点拨 全过程运用动能定理 抓住滑动摩擦力做功与路程有关的特点是解题的关键 方法与知识感悟 1 应用动能定理解题的优越性应用动能定理解题时 在分析过程的基础上无需深究物体运动过程中状态变化的细节 只需考虑整个过程的功及过程始末的动能 若过程包含了几个运动性质不同的分过程 既可分段考虑 也可对整个过程考虑 但求功时 有些力不是全过程都作用的 必须根据不同的情况分别对待求出总功 计算时要把各力的功连同符号 正负 一同代入公式 2 单个物体受地面滑动摩擦力做的负功的多少等于摩擦力与物体相对地面滑动的路程的乘积 1 下列关于运动物体所受合外力做功和动能变化的关系正确的是 A 如果物体所受合外力为零 则合外力对物体做的功一定为零B 如果合外力对物体所做的功为零 则合外力一定为零C 物体在合外力作用下做变速运动 动能一定发生变化D 物体的动能不变 所受合外力一定为零 A 解析 物体所受的合外力为零 则合外力做功为零 物体的动能变化为零 但如果物体所受的合外力不为零 合外力对物体做功也可能为零 动能变化为零 如匀速圆周运动 A 3 如图所示 物体在有动物毛皮的斜面上运动 由于毛皮的特殊性 引起物体的运动有如下特点 顺着毛的生长方向运动时 毛皮产生的阻力可以忽略 逆着毛的生长方向运动时 会受到来自毛皮的滑动摩擦力 且动摩擦因数 恒定 斜面顶端距水平面高度为h 0 8m 质量为m 2kg的小物块M从斜面顶端A由静止滑下 从O点进入光滑水平滑道时无机械能损失 为使M制动 将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线B处的墙上 另一端恰位于水平轨道的中点C 已知斜面的倾角 53 动摩擦因数均为 0 5 其余各处的摩擦不计 重力加速度g 10m s2 下滑时逆着毛的生长方向 求 1 弹簧压缩到最短时的弹性势能 设弹簧处于原长时弹性势能为零 2 若物块M能够被弹回到斜面上 则它能够上升的最大高度是多少 3 物块M在斜面上下滑过程中的总路程 B B D D 能力提升 5 用水平力F拉一物体 使物体在水平地面上由静止开始做匀加速直线运动 t1时刻撤去拉力F 物体做匀减速直线运动 到t2时刻停止 其速度 时间图象如图所示 且 若拉力F做的功为W1 平均功率为P1 物体克服摩擦阻力Ff做的功为W2 平均功率为P2 则下列选项正确的是 A W1 W2 F 2FfB W1 W2 F 2FfC P1 P2 F 2FfD P1 P2 F 2Ff BC 解析 由于物体初末速度为零 根据动能定理可知 水平外力F做的功与克服摩擦力做的功相等 选项A错误 由于摩擦力作用时间大于外力F作用时间 故P1 P2 由于 则F 2Ff 故选项B C正确 6 如图所示 物块在竖直平面内以初速度v1从圆周的A点沿弧面滑至底端B点时 速度大小不变 若以初速度v2 v2 v1 再次从A点滑至B点 则此时速度的大小 A 仍等于v2B 小于v2C 大于v2D 无法判定 B 7 如图所示 斜面高h 质量为m的物块 在沿斜面向上的恒力F作用下 能匀速沿斜面向上运动 若把此物块放在斜面顶端 在沿斜面向下同样大小的恒力F作用下物块由静止向下滑动 滑至底端时其动能的大小为 A mghB 2mghC 2FhD Fh B 解析 物块匀速向上运动 即向上运动过程中物块的动能不变 由动能定理知物块向上运动过程中外力对物块做的总功为0 即WF mgh Wf 0 物块向下运动过程中 恒力F与摩擦力对物块做功与上滑中相同 设滑至底端时的动能为Ek 由动能定理WF mgh Wf Ek 0 将 式变形有WF Wf mgh 代入 有Ek 2mgh BD 9 如图所示 小木块可以分别从固定斜面的顶端沿左边或右边由静止开始滑下 且滑到水平面上的A点或B点停下 假定小木块和斜面及水平面间的动摩擦因数相同 斜面与水平面平滑连接 图中水平面上的O点位于斜面顶点正下方 则 A 距离OA小于OBB 距离OA大于OBC 距离OA等于OBD 无法作出明确判断 C ACD 11 如图所示 半径R 0 4m的光滑半圆轨道与粗糙的水平面相切于A点 质量为m 1kg的小物体 可视为质点 在水平拉力F的作用下 从静止开始由C点运动到A点 物体从A点进入半圆轨道的同时撤去外力F 物体沿半圆轨道通过最高点B后做平抛运动 正好落在C点 已知AC 2m F 15N g取10m s2 试求 1 物体在B点时的速度大小以及此时半圆轨道对物体的弹力 2 物体从C到A的过程中 摩擦力做的功 12 一轻弹簧的左端固定在墙壁上 右端自由 一质量为m的滑块从距弹簧右端L0的P点以初速度v0正对弹簧运动 如图所示 滑块与水平面的动摩擦因数为 在与弹簧碰后反弹回来 最终停在距P点为L1的Q点 求 在滑