动能和动能定理.ppt

动能和动能定理,一、动能1定义：物体由于而具有的能叫做动能。物体的动能跟物体的和都有关系，物体的越大，越大，它的动能就越大。2公式：Ek。3单位：与功的单位，在国际单位制中都是。4矢标性：动能是，只有正值。5动能是状态量，动能的变化量是量。,运动,速度,质量,速度,质量,相同,焦耳,标量,过程,二、动能定理,动能变化,增加,减少,曲线运动,变力做功,不同时作用,对动能定理的理解,1动能定理的计算式为标量式，计算外力对物体做的总功时，应明确各个力所做功的正负，然后求所有外力做功的代数和；求动能变化时，应明确动能没有负值，动能的变化为末动能减初动能。2位移和速度必须是相对于同一个参考系的，一般以地面为参考系。3动能定理应用广泛，直线运动、曲线运动、恒力做功、变力做功、同时做功、分段做功各种情况均适用。4动能定理既适用于一个持续的过程，也适用于分段过程。,5动能定理公式中等号的意义等号表明合力做的功与物体动能的变化间的三个关系。(1)数量相等，即通过计算物体动能的变化，求合力的功，进而求得某一力的功。(2)单位相同，都是焦耳。(3)因果关系，合外力做功是物体动能变化的原因。,D,1应用动能定理的基本步骤选取研究对象，明确它的运动过程。分析研究对象的受力情况和各力的做功情况，然后求各个外力做功的代数和。明确物体在过程的始末状态的动能Ek1和Ek2。列出动能定理的方程W合Ek2Ek1及其他必要的解题方程，进行求解。,动能定理的应用,一：做功和EK的变化合外力做功W=0,EK不变。W0,EK增加，Wf小球不能停留在斜面上。最终在BC间往返运动。,解：小球最终在BC间往复运动，在斜面上的路程s.,对全程由动能定理：mg(h-R+RCOS)-fs=0-,f=mgcos,所以S=280m,4.如图，质量m=1Kg的物体静止在粗糙水平面上的A点，从t=0开始，物块在按图乙规律变化的水平力F作用下向右运动，第3秒末物块运动到B点且速度恰好为0，第5秒末刚好回到A点，知=0.2，g=10m/s2.求：（1）AB间距（2）5秒末物体速度（3）5秒内摩擦力做功（4)水平力F在5s内对物体做的功,解：1）摩擦力恒定f=mg=2N35秒匀变直运动，设加速度a。t=2sF2-f=ma，则a=2m/s2.所以SAB=4m,2)3-5s匀变：v=at=4m/s，方向向左,3）Wf=-f2SAB=-16J4)WF-2mgSAB=,D.fs=-(M+m)v2,ACD,四：动能定理和绳（杆）连接问题例4.如图，质量m的物体，置于光滑的水平面上，一根绳子一端固定在物体上，另一端跨过定滑轮以恒定的速率v0运动，使物体由A点运动到B点，开始时物体在A点静止，求在该过程中，绳的拉力对物体做的功,解：A点初速度v0=0B点末速度：vBcos450=v0.VB=v0.由动能定理：W=-0=mv02,五。动能定理和运动学结合例2：在有大风的情况下，小球由A点竖直上抛，其运动轨迹如图（小球运动可看作竖直方向的竖直上抛运动和水平方向的初速度为0的匀加速直线运动的合运动),A、B在同一水平直线上，M为最高点。若风力的大小恒定，方向水平向右。小球在A点抛出的动能4J，在M的动能2J。落回B点的动能记为EKB。上升、下落时间分别为t1、t2.不计其他阻力,则（）A.x1:x2=1:3B.t1t2.C.EKB=6JD.EKB=12J,分析：1.竖直水平的对称性t1=t2=t2.在水平方向，设加速度a。x1=x1+x2=a(t1+t2)2,3.A到M动能定理：-mgh+Wf1=EKM-EKA.竖直方向VA2=2gh,EKA=所以Wf1=2J,Wf2=3Wf1=6J,4.A到B由动能定理：Wf1+Wf2=EKB-EKA.所以EKB=12J,AD,作业设计,1.如图所示，小球从高为h的斜面上的A点由静止开始滑下，经B点在水平面上滑到C点而停止，现在要使物体由C点沿原路回到A点时速度为零，那么必须给小球以多大的初速度？(设小球经过B点处无能量损失),2.如图，一木块由A点自静止开始下滑，沿ACEB运动且达到B点时恰好静止，设动摩擦因数处处相同，转角处撞击不计，测得A、B两点连线与水平方向夹角，则为（）A.CotB.tanC.cosD.sin,分析：mgh-mgSANcos-mgSCNcos-mgSCE-mgSEBcos=0而SANcos+SCNcos+SCE+SEBcos=MB所以mgh-mgMB=0则=h/MB=tan,B,3.如图所示，质量为M0.2kg的木块放在水平台面上，台面比水平地面高出h0.20m，木块离台的右端L1.7m。质量为m0.10M的子弹以v0180m/s的速度水平射向木块，当子弹以v90m/s的速度水平射出时，木块的速度为v19m/s(此过程作用时间极短，可认为木块的位移为零)。若木块落到水平地面时的落地点到台面右端的水平距离为l1.6m，求：(1)木块对子弹所做的功W1和子弹对木块所做的功W2；(2)木块与台面间的动摩擦因数。,【解题切点】对不同的物体在不同的阶段分别应用动能定理，所以要恰当选取研究对象及其运动过程。,有热量的产生Q=？,【发散思维】(1)木块对子弹所做的功W1和子弹对木块所做的功W2的代数和并不为零，原因是：功是力对位移的积累，相互作用力大小相等，但位移大小不相等。(2)一般不对系统用动能定理。在子弹穿过木块阶段，子弹和木块间的一对摩擦力做的总功为负功。如果对系统在全过程用动能定理，就会把这个负功漏掉。,4如图所示，物体在离斜面底端4m处由静止滑下，若动摩擦因数均为0.5，斜面倾角为37，斜面与平面间由一小段圆弧连接，求物体能在水平面上滑行多远？,【解析】物体在斜面上受重力mg、支持力FN1、摩擦力F1的作用，沿斜面加速下滑(由计算可知重力沿斜面向下的分力大于滑动摩擦力)到水平面后，在摩擦力F2作用下做减速运动，直至停止。,【答案】1.6m,5关于动能的理解，下列说法正确的是()A动能是机械能的一种表现形式，凡是运动的物体都具有动能B动能总为正值C一定质量的物体动能变化时，速度一定变化，但速度变化时，动能不一定变化D动能不变的物体，一定处于平衡状态【解析】根据动能、机械能定义可知，A正确；动能可以为零，B错误；动能是标量，速度是矢量，C正确；匀速圆周运动的物体动能不变，而处于非平衡状态，D错误。【答案】AC,6下列关于运动物体所受合外力做的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【解析】根据动能定理可知，A正确。【答案】A,7.如图所示，质量m1kg、长L0.8m的均匀矩形薄板静止在水平桌面上，其右端与桌子边缘相平。板与桌面间的动摩擦因数0.4。现用F5N的水平力向右推薄板，使它翻下桌子，力F做的功至少为(g取10m/s2)()A1JB1.6JC2JD4J【解析】分析可知要将薄板的中心运动到桌子边缘。根据动能定理，WFmg0解之得：WF1.6J。【答案】