高一物理第七章课件(共17套) 人教版必修2动能定理的应用.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 4 多过程问题 3 求解曲线运动问题 5 其它问题 常规题 匀变速直线运动 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 acd 解题时必须弄清是什么力做的功 有何特点 如何求 一架喷气式飞机 质量 5 103kg 起飞过程中从静止开始滑跑的路程为l 5 3 102 时 达到起飞速度v 60 s 在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0 02倍 0 02 求飞机受到的牵引力 常规题 匀变速直线运动 常规方法 动能定理法 解题关键 正确表示w合和 ek 例题 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 匀变速直线运动斜面问题 某物体放在倾角为 的斜面上 向下轻轻一推 它刚好能匀速下滑 若给此物体一个沿斜面向上的初速度v0 那么 它能沿斜面向上冲滑的最大距离为多少 质量为20g的子弹 以300m s的速度水平射入厚度是10mm的钢板 射穿后的速度是100m s 子弹受到的平均阻力是多大 子弹问题 一颗子弹速度为v时 刚好打穿一块钢板 那么速度为2v时 可打穿几块同样的钢板 要打穿n块同样的钢板 子弹速度应为多大 子弹问题 子弹问题 以速度v水平飞行的子弹先后穿透两块由同种材料制成的木板 木板对子弹的平均作用力相等 若子弹穿透两块木板后的速度分别为0 8v和0 6v 则两块木板的厚度之比为 常规题 匀变速直线运动 子弹问题 解题思路 子弹射击固定的木块时 每通过相同的厚度 损失的动能相等 而不是速度 常规题 匀变速直线运动 两个材料相同的物体 甲的质量大于乙的质量 以相同的初动能在同一水平面上滑动 最后都静止 问它们滑行的距离谁大 f v0一定 v0 一定 ek0一定 f ek0一定 常规题 匀变速直线运动 解题思路 ek0一定 f ek0一定 f v0一定 v0 一定 求变力做功问题瞬间力做功问题 运动员踢球的平均作用力为200n 把一个静止的质量为1kg的球以10m s的速度踢出 水平面上运动60m后停下 则运动员对球做的功 如果运动员踢球时球以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 v 0 求变力做功问题 平均力做功问题 一颗质量m 10g的子弹 以速度v 600m s从枪口飞出 子弹飞出枪口时的动能为多少 若测得枪膛长s 0 6m 则火药引爆后产生的高温高压气体在枪膛内对子弹的平均推力多大 质量为m的汽车发动机的功率恒为p 摩擦阻力恒为f 牵引力为f 汽车由静止开始 经过时间t行驶了位移s时 速度达到最大值vm 则发动机所做的功为 a ptb fvmtc d e fs abcd 注意 做选择题时要注意表达式的多种可能性 求变力做功问题 与机车相联系的问题 一列货车的质量为5 0 105kg 在平直轨道以额定功率3000kw加速行驶 当速度由10m s加速到所能达到的最大速度30m s时 共用了2min 则这段时间内列车前进的距离是多少 求变力做功问题 与机车相联系的问题 求变力做功问题 与机车相联系的问题 速度最大时 应用动能定理 f恒定 求解曲线运动问题 从高为5m处以水平速度8m s抛出一质量为0 2kg的皮球 皮球落地速度为12m s 求此过程中皮球克服空气阻力做的功 g 9 8m s2 h 5m 2j 某人从距地面25m高处水平抛出一小球 小球质量100g 出手时速度大小为10m s 落地时速度大小为16m s 取g 10m s2 试求 1 人抛球时对小球做多少功 2 小球在空中运动时克服阻力做功多少 求解曲线运动问题 求解曲线运动问题 v0 h v 人抛球 球在空中 列式时要注意w合和 ek的正负 5j 17 2j 多过程问题直线运动 用拉力f使一个质量为m的木箱由静止开始在水平面上运动s后撤掉f 木箱与水平面间的摩擦系数为 求撤掉f后木箱滑行的距离l 多过程问题 一物体静止在不光滑的水平面上 已知m 1kg 0 1 现用水平外力f 2n拉其运动5m后立即撤去水平外力f 求其还能滑多远 15m 多过程问题直线运动 铁球1m高处掉入沙坑 则已知铁球在下陷过程中受到沙子的平均阻力为铁球重力的20倍 则铁球在沙中下陷深度为多少m 多过程问题 直线运动 解法一 分段列式 自由下落 沙坑减速 解法二 全程列式 以一恒定的初速度v0竖直向上抛出一小球 小球上升的最大高度为h 空气阻力的大小恒定不变 则小球回到出发点时的速度是多大 多过程问题 直线运动 斜面倾角为 长为l ab段光滑 bc段粗糙 ab l 3 质量为m的木块从斜面顶端无初速下滑 到达c端时速度刚好为零 求物体和bc段间的动摩擦因数 点评 用动能定理比用牛顿定律和运动学方程解题方便得多 例 如图所示 物体从高为h的滑斜面顶端由静止开始沿斜面下滑 最后停在水平面上与斜面顶端水平距离为l的地方 物体与斜面和水平面间的动摩擦因数均为 试证明 h l l 多过程问题 平面 斜面 多过程问题 平面 斜面 解法 全程列式 测 的重要方法 1 物体在a点由静止沿不同的斜面下滑到平面 必静止于b点 与 角无关 2 让物体由b点出发 最后停于a点 外力需做多少功 如图所示 质量为1kg的木块 可视为质点 静止在高1 2m的平台上 木块与平台间的动摩擦因数为0 2 用水平推力20n使木块产生位移3m时撤去 木块又滑行1m时飞出平台 求木块落地时速度的大小 多过程问题 直线 曲线 全程列式 如图所示 光滑1 4圆弧半径为0 8m 有一质量为1 0kg的物体自a点从静止开始下滑到b点 然后沿水平面前进4m 到达c点停止 求 1 在物体沿水平运动中摩擦力做的功 2 物体与水平面间的动摩擦因数 如图所示 小球从h高的光滑斜面上自静止滚下 经过有摩擦的水平面ab后再滚上另一光滑斜面 当它到达1 3h高时的速度为零 试求小球最后静止的位置 多过程问题 平面 斜面 多段 第1次 从左到右 第2次返回 停在ab间 停在ab中点 思考 如果h 3h 5 则停于何处 质量为m的物体以速度v竖直向上抛出 物体落回地面时 速度大小为3v 4 设物体在运动中所受空气阻力大小不变 求 1 物体运动中所受阻力大小 2 物体以初速度2v竖直抛出时最大高度 3 若物体与地面碰撞中无机械能损失 求物体运动的总路程 多过程问题 往复运动 上升 下降 思考 可否全程列式 2 物体以初速度2v竖直上抛 3 若物体与地面碰撞中无机械能损失 求物体运动的总路程 分析 物体最终必静止于地面 全程列式 人从一定高度落地容易造成骨折 一般人胫骨的极限抗压强度约为1 5 108n m2 胫骨最小横截面积大多为3 2cm2 假若一质量为50kg的人从某一高度直膝双足落地 落地时其重心又下降约1cm 试计算一下这个高度超过多少时 就会导致胫骨骨折 某货车质量为m 2 0 103kg 发动机的额定输出功率为80kw 在平直公路上所受阻力恒为车重的0 1倍 若汽车从静止开始先匀加速启动 加速度的大小为a 1 0m s2 达到额定功率后 汽车保持功率不变又加速行驶了800m 直到获得最大行驶速度后才匀速行驶 试求 1 汽车的最大行驶速度 2 汽车匀加速启动阶段结束时的速度 3 当速度为5m s时 汽车牵引力的瞬时功率 4 当汽车的速度为32m s时的加速度 5 汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间 如图所示 固定的光滑竖直杆上套着一个滑块 用轻绳系着滑块绕过光滑的定滑轮 以大小恒定的拉力f拉绳 使滑块从a点起由静止开始上升 若从a点上升至b点和从b点上升至c点的过程中拉力f做的功分别为w1 w2 滑块经b c两点时的动能分别为ekb ekc 图中ab bc 则一定有 a wl w2 b w1ekc d ekb ekc 其它问题江苏省2005高考 第10题 a 例11 如图所示 某货场而将质量为m1 100kg的货物 可视为质点 从高处运送至地面 为避免货物与地面发生撞击 现利用固定于地面的光滑四分之一圆轨道 使货物中轨道顶端无初速滑下 轨道半径r 1 8m 地面上紧靠轨道次排放两声完全相同的木板a b 长度均为l 2m 质量均为m2 100kg 木板上表面与轨道末端相切 货物与木板间的动摩擦因数为u1 木板与地面间的动摩擦因数u2 0 2 最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等 取g 10m s2 1 求货物到达圆轨道末端时对轨道的压力 2 若货物滑上木板a时 木板不动 而滑上木板b时 木板b开始滑动 求u1应满足的条件 3 若u1 0 5 求货物滑到木板a末端时的速度和在木板a上运动的时间 例10 冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目 比赛场地示意如图 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少至 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 例9 过山车是游乐场中常见的设施 下图是一种过山车的简易模型 它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成 b c d分别是三个圆形轨道的最低点 b c间距与c d间距相等 半径r1 2 0m r2 1 4m 一个质量为m 1 0kg的小球 视为质点 从轨道的左侧a点以v0 12 0m s的初速度沿轨道向右运动 a b