高一暑假物理补习课件：动能定理核心知识方法.ppt

动能定理核心知识方法 核心概念 重力势能弹性势能动能合外力做功机械能 动能定理推导 把F和L的表达式代入得 根据牛顿第二定律 由运动学公式 一 动能定理 计算方法 末状态动能 初状态动能 二 应用动能定理解题步骤 1 找对象 通常是单个物体 2 受力分析 运动情况分析3 确定各力做功 4 建方程 例1 如图所示 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位移L后撤去拉力F 拉力F跟木箱前进方向的夹角为 木箱与冰道间的动摩擦因数为 求 撤去F时木箱获得的速度大小 动能定理 动能定理 合 注意 1 式中左边的W合表示各个力做功的代数和 即合外力所做的功 W合 W1 W2 W3 2 公式中的速度一般指相对于地面的速度3 经常用来解决有关变力的做功问题 解题关键 确定初末动能 寻找合外力做功 例2 质量为m的物体 静止于倾角为 的光滑斜面底端 用平行于斜面方向的恒力F作用于物体上使之沿斜面向上运动 当物体运动到斜面中点时撤去外力 物体刚好能滑行到斜面顶端 则恒力F的大小为多大 动能定理 练习1 一辆汽车的质量为m 从静止开始起动 沿水平路面前进了s后 达到了最大行驶速度vm 设汽车的牵引功率保持不变 所受阻力为车重的k倍 求 1 汽车的牵引功率 2 汽车从静止到开始匀速运动所需的时间 分析 因阻力f kmg 当汽车达最大速度时 有P Fminvmax kmgvmax 因汽车的加速过程不是匀加速直线运动 所以求时间不可以用有关运动学的公式 考虑用动能定理 由W Ek Pt fs mvm2 2 0 所以t vm2 2kgs 2kgvm 小结 动能定理不仅适用于恒力作功 也适用于变力作功 动能定理 核心公式 重力做功与重力势能弹力做功与弹性势能合外力做功与动能 动能定理 机械能守恒 WG mg h EP EP1 EP2 W弹 EP EP1 EP2 Ek EP 例3 如图所示 AB为1 4圆弧轨道 BC为水平直轨道 圆弧的半径为R BC长也为R 一质量为m的物体 与两轨道间的动摩擦因数都为 当它由轨道顶端A从静止开始下滑 恰好运动到C处停止 那么物体在AB段克服摩擦力所做的功为多少 典型题型 摩擦力做功 练习2如图所示 质量为m的物体从斜面上的A处由静止滑下 在由斜面底端进入水平面时速度大小不变 最后停在水平面上的B处 量得A B两点间的水平距离为s A高为h 已知物体与斜面及水平面的动摩擦因数相同 则此动摩擦因数 解 由动能定理得 典型题型 摩擦力做功 例4如图所示 一质量为m的小球 用长为L的轻绳悬挂在O点 小球在水平拉力F的作用下 从平衡位置A点缓慢地移到B点 则力F所做的功为 变力做功 B 练习3某同学从h 5m高处 以初速度V0 8m s抛出一个质量为m 0 5kg的橡皮球 测得橡皮球落地时的速度为12m s 求该同学抛球时所做的功和球在空中运动时克服阻力所做的功 答案 16J5J 变力做功 确定初末动能 寻找合外力做功用动能定理解变力做功重力势能 弹性势能与动能定理结合对系统用动能定理机械能守恒列方程求解 核心技术 核心题型 例5 如图 ABCD是一个盆式容器的切面 盆内侧壁与BC连接处都是一段与BC相切的圆弧 BC为水平的 其距离为d 0 50m 盆边缘的高度为h 0 30m 在A处放一个质量为m的小物块并让其从静止出发下滑 已知盆内侧壁是光滑的 而盆底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 则停的地方离B的距离为 A 0 50mB 0 25mC 0 10mD 0 典型题型 往复运动 练习4如图所示 一个小滑块质量为m 在倾角 37 的斜面上从高为h 25cm处由静止开始下滑 滑到斜面底端时与挡板P发生碰撞后速率不变又沿斜面上滑 若滑块与斜面之间的动摩擦因数 0 25 求滑块在斜面上运动的总路程 1 注意各力的变化2 重力做功只与高度有关3 滑动摩擦力始终与相对运动方向相反 典型题型 往复运动 例6 从离地面H高处落下一只小球 小球在运动过程中所受到的空气阻力是它重力的k倍 而小球与地面相碰后 能以相同大小的速率反弹 求小球从释放开始 直至停止弹跳为止 所通过的总路程是多少 典型题型 往复运动 功能关系 功是能量转化的量度 例7 一物体静止在升降机的地板上 在升降机加速上升的过程中 地板对物体的支持力所做的功等于 A 物体势能的增加量B 物体动能的增加量C 物体动能的增加量加上物体势能的增加量D 物体动能的增加量加上克服重力所做的功 功能关系 CD 练习5 一人用力把质量为1kg的物体由静止提高1m 使物体获得2m s的速度 则 A 人对物体做的功为12JB 合外力对物体做的功为2JC 合外力对物体做的功为12JD 物体克服重力做的功为10J 功能关系 ABD 练习6如图所示 质量为m的物块从高h的斜面顶端O由静止开始滑下 最后停止在水平面上B点 若物块从斜面顶端以初速度v0沿斜面滑下 则停止在水平面的上C点 已知AB BC 则物块在斜面上克服阻力做的功为 设物块经过斜面与水平面交接点处无能量损失 功能关系 练习7 质量为M的木块放在光滑的水平面上 质量为m的子弹以初速度v0沿水平方向射入木块 并留在木块中与木块一起以速度v运动 已知当子弹相对木块静止时 木块前进的距离为L 子弹进入木块的深度为s 木块对子弹的阻力f为定值 则下列关系式正确的是 A fL Mv2 2B fs mv2 2C fs mv02 2 M m v2 2D f L s mv02 2 mv2 2 答案 ACD 功能关系 5 传送带问题 例8 如图所示 物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带 传送带以图示方向匀速运转 则传送带对物体做功情况可能是 A 始终不做功B 先做负功后做正功C 先做正功后不做功D 先做负功后不做功 答案ACD 5 传送带问题 练习8如图所示 传送带与水平面之间的夹角为 30 其上A B两点间的距离为L 5m 传送带在电动机的带动下以v 1m s的速度匀速运动 现将一质量为m 10kg的小物体 可视为质点 轻放在传送带的A点 已知小物体与传送带之间的动摩擦因数u 在传送带将小物体从A点传送到B点的过程中 求 1 传送带对小物体做的功 2 电动机做的功 g取10m s2 答案 1 255J 2 270J 例9 质量为m的质点在半径为R的半球形容器中从上部边缘由静止下滑 滑到最低点时对容器底部的压力为2mg 则在下滑的过程中 物体克服阻力作了多少功 O 与圆周运动结合 练习9AB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 物体做往返运动的整个过程中 在AB轨道上通过的总路程 最终当物体通过圆弧轨道最低点E时 对圆弧轨道的压力 为使物体能顺利到达圆弧轨道的最高点D 释放点距B点的距离应满足什么条件 与圆周运动结合 m 2m 例10 边长为L的等腰三角形可绕A自由转动 BC分别固定两个质量分别为m 2m的小球 求当小球C运动到最低点时两小球所做的功分别为多少 小球的速度为多大 A 多物体相连 练习10如图所示 质量均为m的物体A和B 通过跨过定滑轮的轻绳相连 斜面光滑 不计绳子与滑轮之间的摩擦 开始时物体A离地面的高度为h 物体B位于斜面的底端 用手按住物体A 物体A和B静止 撤去手后 问 1 物体A将要落地时的速度多大 2 物体A落地后 物体B由于惯性将继续沿斜