沪科版必修2 第3章 动能的变化与机械功 本章整合 课件（15张）.pptx

本章整合 本章知识可分为三个组成部分 第一部分为动能和动能定理 第二部分为功 第三部分为功率 一 动能和动能定理 二 功 三 功率 一 功和功率的计算 例1 多选 如图所示 一质量为1 2kg的物体从倾角为30 长度为10m的光滑斜面顶端由静止开始下滑 则 a 物体滑到斜面底端时重力做功的瞬时功率是60wb 物体滑到斜面底端时重力做功的瞬时功率是120wc 整个过程中重力做功的平均功率是30wd 整个过程中重力做功的平均功率是60w 解析 由动能定理得mgssin30 mv2 所以物体滑到斜面底端时的速度为10m s 此时重力做功的瞬时功率为p mgvcos mgvcos60 1 2 10 10 w 60w 故a对 b错 物体下滑时做匀加速直线运动 其受力情况如图所示 由牛顿第二定律得物体的加速度 物体下滑过程中重力做的功为w mgs sin mgs sin30 60j 故c对 d错 答案 ac 方法技巧1 功的计算方法 1 定义法求功 恒力对物体做功大小的计算式为w fscos 式中 为f s二者之间的夹角 由此可知 恒力做功大小只与f s 这三个量有关 与物体是否还受其他力 物体的运动状态等因素无关 2 利用功率求功 此方法主要用于在发动机功率保持恒定的条件下 求牵引力做的功 3 利用动能定理或功能关系求功 2 功率的计算方法 1 p 此式是功率的定义式 适用于任何情况下功率的计算 既适用于人或机械做功功率的计算 也适用于一般物体做功功率的计算 既适用于合力或某个力做功功率的计算 也适用于恒力或变力做功功率的计算 一般用于求解某段时间内的平均功率 2 p fv 当v是瞬时速度时 此式计算的是f的瞬时功率 当v是平均功率时 此式计算的是f的平均功率 二 对动能定理的理解与应用动能定理一般应用于单个物体 研究过程可以是直线运动 也可以是曲线运动 既适用于恒力做功 也适用于变力做功 既适用于各个力同时作用在物体上 也适用于不同的力分阶段作用在物体上 凡涉及力对物体做功过程中动能的变化问题几乎都可以使用 例2 如图所示 一滑块 可视为质点 经水平轨道ab进入竖直平面内的四分之一圆弧形轨道bc 已知滑块的质量m 0 5kg 滑块经过a点时的速度va 5m s ab长s 4 5m 滑块与水平轨道间的动摩擦因数 0 1 圆弧形轨道的半径r 0 5m 滑块离开c点后竖直上升的最大高度h 0 1m g取10m s2 求 1 滑块第一次经b点时速度的大小 2 滑块刚刚滑上圆弧形轨道时 对轨道上b点压力的大小 3 滑块在从b运动到c的过程中克服摩擦力所做的功 解析 1 滑块由a到b的过程中 应用动能定理得 又f mg解得vb 4m s 2 在b点 滑块开始做圆周运动 由牛顿第二定律可知 解得轨道对滑块的支持力fn 21n根据牛顿第三定律可知 滑块对轨道上b点压力的大小也为21n 3 滑块从b经过c上升到最高点的过程中 由动能定理得 解得滑块克服摩擦力做功wf 1j 答案 1 4m s 2 21n 3 1j 方法技巧使用动能定理时的四点注意1 明确研究对象和研究过程 确定初 末状态的速度情况 2 对物体进行正确的受力分析 包括重力 弹力等 弄清各力做功大小及功的正 负情况 3 有些力在运动过程中不是始终存在 物体运动状态 受力等情况均发生变化 则在考虑外力做功时 必须根据不同情况分别对待 正确表示出总功 4 若物体运动过程中包含几个不同的子过程 解题时 可以分段考虑 也可视为一个整体过程考虑 列出动能定理方程求解 三 动能定理和动力学方法的综合应用 例3 如图所示 质量m 0 1kg的金属小球从距水平面h 2 0m的光滑斜面上由静止开始释放 运动到a点时无能量损耗 水平面ab是长2 0m的粗糙平面 与半径为r 0 4m的光滑的半圆形轨道bcd相切于b点 其中圆轨道在竖直平面内 d为轨道的最高点 小球恰能通过最高点d 求 g取10m s2 1 小球运动到a点时的速度大小 2 小球从a运动到b时摩擦阻力所做的功 3 小球从d点飞出后落点e与a的距离 解析 1 根据题意和题图可得 小球下落到a点时由动能定理得 水平位移sbe vdt 0 8m 所以sae sab sbe 1 2m 答案 1 2m s 2 1j 3 1 2m 方法技巧动能定理常与平抛运动 圆周运动相结合 解决这类问题要特别注意1 与平抛运动相结合时 要注意应用运动的合成与分解的方法 如分解位移或分解速度求平抛运动的有关物理量 2 与竖直平面内的圆