高中物理动能定理的应用课件人教版必修二.ppt

动能定理的应用 1 常规题 匀变速直线运动 2 求变力做功问题 3 多过程问题 4 求解曲线运动问题 5 其它问题 动能定理的应用一常规题 例1 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跟木箱前进的方向的夹角为 木箱与冰道间的摩擦因数为 求木箱获得的速度 fcos s fs 0 f mg fsin 例2 如右图所示 水平传送带保持1m s的速度运动 一质量为1kg的物体与传送带间的动摩擦因数为0 2 现将该物体无初速地放到传送带上的a点 然后运动到了距a点1m的b点 则皮带对该物体做的功为 a 0 5jb 2jc 2 5jd 5j 解得s 0 25m 说明工件未到达b点时 速度已达到v a 解 设工件向右运动距离s时 速度达到传送带的速度v由动能定理可知 mgs mv2 所以工件动能的增量为 ek mv2 0 5 1 1 0 5j 动能定理的应用二变力做功问题例1 如图2所示 在一块水平放置的光滑板面中心开一小o孔o 穿过一根细绳 细绳的一端用力f向下拉 另一端系一小球 并使小球在板面上以半径r做匀速圆周运动 现开始缓缓地增大拉力 使小球的运动半径逐渐减小 若已知拉力变为8f时 小球的运动半径恰好减为r 2 在此过程中 绳子的拉力对小球所做的功为多少 解析 当拉力为f时 由牛顿第二定律得 1 当拉力为8f时 由牛顿第二定律得 2 设绳子的拉力对小球所做的功为w 由动能定理得 3 解 1 2 3 式得 w 1 5fr 例2 从高为h处水平抛出一个质量为m的小球 落地点与抛出点水平距离为s 求抛球时人对球所做的功 例3 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1 运动员起跳时做了多少功 2 在空中运动过程中克服空气阻力做了多少功 用动能定理解决变力做功的方法 一般不直接求功 而是先分析动能变化 再由动能定理求功 解题指导 画出情景示意图 并对研究对象受力分析 运动分析 判断哪些力做功 如何表达出来 明确动能的变化 列动能定理方程求解 反思解的合理性 动能定理应用三多过程问题 例 如图所示 物体从高为h的斜面体的顶端a由静止开始滑下 滑到水平面上的b点停止 a到b的水平距离为s 已知 斜面体和水平面都由同种材料制成 求 物体与接触面间的动摩擦因数 说明1 整体和分段相结合 充分运用动能定理 2 动能定理不是万能的 求时间需要运动学公式 汽车问题 例 质量为1t的汽车 从静止开始作加速度为3m s2的匀加速直线运动 经18s恰好达到匀速运动 设汽车运动过程中的阻力恒为3 103n 汽车的额定功率为90kw 求 1 汽车匀加速运动的时间 2 汽车在18s内汽车通过的位移 求功有三种途径 1 w fscos 恒力做功 2 w pt 恒功率 不一定恒力 3 动能定理 普遍适用 1 p fv f f ma v at1 2 x x1 x2 动能定理的应用四求解曲线运动问题 例 如下图所示 一个质量为m的小球从a点由静止开始滑到b点 并从b点抛出 若在从a到b的过程中 克服摩擦力做功为w 小球自b点抛出的水平分速度为v 则小球抛出后到达最高点c时与a点的竖直距离是多大 解 小球自b点抛出后做斜上抛运动 水平方向做匀速直线运动 到最高点c的速度仍为v 设ac的高度差为h由动能定理 小球从a b c过程 mgh w 1 2mv2 h v2 2g w mg 动能定理的应用五其它问题 运用动能定理求运动路程例 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 50米 盆边缘的高度h 0 30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 10 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 注意重力做功与摩擦力做功的特点 动能定理的应用五其它问题 运用动能定理求圆周运动问题例 如图所示 长为l的细绳拴一个小球在竖直平面内做圆周运动 请问 1 小球在最低点a初速为多大时 恰好能完成一次圆周的运动 2 最高点和最低点绳子拉力之差为多大 解题关键 同时列出动能定理和圆周运动构成方程组 动能定理的应用五其它问题 运用动能定理求圆周运动问题例 如图 ab是倾角为 的粗糙直轨道 bcd是光滑的圆弧轨道 ab恰好在b点与圆弧相切 圆弧的半径为r 一个质量为m的物体 可以看作质点 从直轨道上的p点由静止释放 结果它能在两轨道间做往返运动 已知p点与圆弧的圆心o等高 物体与轨道ab间的动摩擦因数为 求 1 物体做往返运动的整个过程中在ab轨道上通过的总路程 2 最终当物体通过圆弧轨道最低点e时 对圆弧轨道的压力 小结一 动能定理既适用于恒力 也适用于变力 既适用于直线运动也适用于曲线运动动能定理既适用于单个持续的过程 也适用于几个不同的过程 动能定理和牛顿运动定律比较 动能定理只重视力做功时物体运动的初 末位置时状态 不涉及中间的过程 牛顿运动定律不仅重视物体运动的初 末位置时状态 而且还重视中间的过程 小结二 小结三 1 应用动能定理求变力的功 如果我们所研究的问题中有多个力做功 其中只有一个力是变力 其余的都是恒力 而且这些恒力所做的功比较容易计算 研究对象本身的动能增量也比较容易计算时 用动能定理就可以求出这个变力所做的功 2 应用动能定理简解多过程问题 物体在某个运动过程中包含有几个运动性质不同的小过程 如加速 减速的过程 此时可以分段考虑 也可以对全过程考虑 但如能对整个过程利用动能定理列式则使问题简化 总结 1 对于既可用牛顿定律 又可用动能定理解的力学问题 若不涉及到加速度和时间 则用动能定理求解较简便2 若物体运动过