动能 动能定理教案.doc

美景教育课程教案课题：动能、动能定理课型：一对二同步复习（基础）科目：物理备课时间：2012.7.6讲师：邝飞云课程适合学生：人教版高一学生教学目标1.掌握动能定理的运用场合和注意问题2.灵活运用动能定理3.掌握动能定理和动量定理的区别教学内容动能、动量、冲量、运用动能定理的步骤及注意问题重点动能定理的运用难点动能定理、动能和动量的区别知识导入：一、动能1.定义：物体由于运动而具有的能叫动能2.表达式为:，二、动能定理1.定义：合外力所做的总功等于物体动能的变化量. 这个结论叫做动能定理.2.表达式：，式中W合是各个外力对物体做功的总和，EK是做功过程中始末两个状态动能的增量.3.对动能定理的理解：如果物体受到几个力的共同作用，则2式中的 W表示各个力做功的代数和，即合外力所做的功. W合=W1+W2+W3+应用动能定理解题的特点：跟过程的细节无关.即不追究全过程中的运动性质和状态变化细节动能定理的研究对象是质点动能定理可用于求变力的功、曲线运动中的功以及复杂过程中的功能转换问题.4.由牛顿第二定律与运动学公式推出动能定理：设物体的质量为m，在恒力F作用下，通过位移为S，其速度由v0变为vt，则：根据牛顿第二定律F=ma 根据运动学公式2as=vt2一v02，由得：FS=mvt2mv02三、动量和冲量：分析：V=at=F/m .t 整理得 t=mv1.冲量：力F和力的作用时间t的乘积Ft叫做力的冲量，用符号I表示，国际单位是Ns。I = F t它的方向是由力的方向决定的，如果力的方向在作用时间内不变，冲量的方向就跟力的方向相同，所以冲量是矢量。2.动量：质量m和速度v的乘积mv叫动量，用字母P表示，单位是kgm/sP = m v 动量的方向与速度方向相同，所以动量也是矢量：例题精选应用动能定理解决的问题 恒力作用下的匀变速直线运动，凡不涉及加速度和时间的问题，利用动能定理求解一般比用牛顿定律及运动学公式求解要简单的多用动能定理还能解决一些在中学应用牛顿定律难以解决的变力做功的问题、曲线运动等问题【例1】如图所示，质量为m的物体与转台之间的摩擦系数为，物体与转轴间距离为R，物体随转台由静止开始转动，当转速增加到某值时，物体开始在转台上滑动，此时转台已开始匀速转动，这过程中摩擦力对物体做功为多少？ 【例2】一质量为m的物体从h高处由静止落下，然后陷入泥土中深度为h后静止，求阻力做功为多少？ 例题精选规律方法 1、动能定理应用的基本步骤应用动能定理涉及一个过程，两个状态所谓一个过程是指做功过程，应明确该过程各外力所做的总功；两个状态是指初末两个状态的动能步骤如下：选取研究对象，明确并分析运动过程分析受力及各力做功的情况，受哪些力？每个力是否做功？在哪段位移过程中做功？正功？负功？做多少功？求出代数和明确过程始末状态的动能Ek1及EK2列方程 W=EK2一Ek1，必要时注意分析题目的潜在条件，补充方程进行求解LS1【例3】总质量为M的列车沿水平直线轨道匀速前进，其末节车厢质量为m，中途脱节，司机发觉时，机车已行驶了L的距离，于是立即关闭油门，除去牵引力，设阻力与质量成正比，机车的牵引力是恒定的，当列车的两部分都停止时，它们的距离是多少？2、应用动能定理的优越性(1)由于动能定理反映的是物体两个状态的动能变化与其合力所做功的量值关系，所以对由初始状态到终止状态这一过程中物体运动性质、运动轨迹、做功的力是恒力还是变力等诸多问题不必加以追究，就是说应用动能定理不受这些问题的限制(2)一般来说，用牛顿第二定律和运动学知识求解的问题，用动能定理也可以求解，而且往往用动能定理求解简捷可是，有些用动能定理能够求解的问题，应用牛顿第二定律和运动学知识却无法求解(3)用动能定理可求变力所做的功在某些问题中，由于力F的大小、方向的变化，不能直接用W=Fscos求出变力做功的值，但可由动能定理求解【例4】如图所示，质量为m的物体用细绳经过光滑小孔牵引在光滑水平面上做匀速圆周运动，拉力为某个值F时，转动半径为R，当拉力逐渐减小到F/4时，物体仍做匀速圆周运动，半径为2R，则外力对物体所做的功的大小是:【例5】质量为m的飞机以水平v0飞离跑道后逐渐上升,若飞机在此过程中水平速度保持不变,同时受到重力和竖直向上的恒定升力(该升力由其他力的合力提供,不含重力).今测得当飞机在水平方向的位移为L时,它的上升高度为h,求(1)飞机受到的升力大小?(2)从起飞到上升至h高度的过程中升力所做的功及在高度h处飞机的动能?3、应用动能定理要注意的问题注意1由于动能的大小与参照物的选择有关，而动能定理是从牛顿运动定律和运动学规律的基础上推导出来，因此应用动能定理解题时，动能的大小应选取地球或相对地球做匀速直线运动的物体作参照物来确定【例6】如图所示质量为1kg的小物块以5m/s的初速度滑上一块原来静止在水平面上的木板，木板质量为4kg，木板与水平面间动摩擦因数是0.02，经过2S以后，木块从木板另一端以1m/s相对于地的速度滑出，g取10ms，求这一过程中木板的位移注意2用动能定理求变力做功，在某些问题中由于力F的大小的变化或方向变化，所以不能直接由W=Fscos求出变力做功的值此时可由其做功的结果动能的变化来求变为F所做的功【例7】质量为m的小球被系在轻绳一端，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，运动过程中小球受到空气阻力的作用设某一时刻小球通过轨道的最低点，此时绳子的张力为7mg,此后小球继续做圆周运动，经过半个圆周恰能通过最高点，则在此过程中小球克服空气阻力所做的功为（） A.mgR/4 B. mgR/3 C. mgR/2 D.mgR注意3区别动量、动能两个物理概念动量、动能都是描述物体某一时刻运动状态的状态量，动量是矢量，动能是标量动量的改变必须经过一个冲量的过程，动能的改变必须经过一个做功的过程动量的数量与动能的数量可以通过P2=2mEK联系在一起，对于同一物体来说，动能EK变化了，动量P必然变化了，但动量变化了动能不一定变化例如动量仅仅是方向改变了，这样动能就不改变对于不同的物体，还应考虑质量的多少【例8】动量大小相等的两个物体，其质量之比为2：3，则其动能之比为（ ） A2：3； B3：2； C4：9； D9：4【例9】在水平面上沿一条直线放两个完全相同的小物体A和B，它们相距s，在B右侧距B2s处有一深坑，如图所示，现对A施以瞬间冲量，使物体A沿A、B连线以速度v0开始向B运动为使A与B能发生碰撞，且碰撞之后又不会落入右侧深坑中，物体A、B与水平面间的动摩擦因数应满足什么条件？设A,B碰撞时间很短，A、B碰撞后不再分离【例10】如图所示，两个完全相同的质量为m的木板A、B置于水平地面上它们的间距s =2.88m质量为2m 、大小可忽略的物块C置于A板的左端 C与A之间的动摩擦因数为1=0.22， A、B与水平地面的动摩擦因数为2=0.10， 最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力 开始时， 三个物体处于静止状态现给C施加一个水平向右，大小为的恒力F， 假定木板A、B碰撞时间极短且碰撞后粘连在一起要使C最终不脱离木板，每块木板的长度至少应为多少?注意4动量定理与动能定理的区别。【例11】如图所示，在光滑的水平面内有两个滑块A和B，其质量mA6kg，mB=3kg，它们之间用一根轻细绳相连开始时绳子完全松弛，两滑块靠在一起，现用了3N的水平恒力拉A，使A先起动，当绳被瞬间绷直后，再拖动B一起运动，在A块前进了075 m时，两滑块共同前进的速度v=2/3ms，求连接两滑块的绳长4.动能定理的综合应用动能定理和动量定理、动量守恒定律的综合应用是力学问题的难点，也是高考考查的重点，解决这类问题关键是分清哪一过程中动量守恒，哪一过程中应用动能定理、动量定理【例12】某地强风的风速约为v=20m/s,设空气密度=1.3kg/m3,如果把通过横截面积=20m2风的动能全部转化为电能,则利用上述已知量计算电功率的公式应为P=_,大小约为_W(取一位有效数字)【例13】两个人要将质量M1000 kg的小车沿一小型铁轨推上长L5 m,高h1 m的斜坡顶端已知车在任何情况下所受的摩擦阻力恒为车重的0.12倍，两人能发挥的最大推力各为800 N.水平轨道足够长，在不允许使用别的工具的情况下，两人能否将车刚好推到坡顶？如果能应如何办？（要求写出分析和计算过程）（g取10 m/s 2）巩固提升：1关于动能的理解，下列说法正确的是()A动能是普遍存在的机械能的一种基本形式，凡是运动物体都具有动能B动能总是正值，但对于不同的参考系，同一物体的动能大小是不同的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2关于运动物体所受的合力、合力的功、运动物体动能的变化，下列说法正确的是()A运动物体所受的合力不为零，合力必做功，物体的动能一定要变化B运动物体所受的合力为零，则物体的动能一定不变C运动物体的动能保持不变，则该物体所受合力不一定为零D运动物体所受合力不为零，则该物体一定做变速运动3物体在合外力作用下做直线运动的vt图象如图所示下列表述正确的是()A在01s内，合外力做正功B在02s内，合外力总是做负功C在12s内，合外力不做功D在03s内，合外力总是做正功4(浙江平湖中学0809学年高一下学期月考)蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳并在空中做各种动作的运动项目如图所示，运动员着网后的最低点是C，从B点脱离网后沿竖直方向蹦到最高点A.则运动员动能最大的点是否为B点？_(填是或否)5(东北师大附中0809学年高一下学期期中)如图所示，粗糙的水平面与竖直平面内的光滑弯曲轨道BC在B点吻接(即水平面是弯曲轨道的切线)，一小物块从水平面上的D点以初速度v08m/s出发向B点滑行，DB长为12m，物块与水平面间的动摩擦因数0.2，g10m/s2，求：(1)小物块滑到B点时的速度为多少？(2)小物块沿弯曲轨道上滑的最大高度为多少？6如图所示，物体由静止自由下落H后陷入一砂坑中，陷入深度为h，不考虑空气阻力问：物体在砂坑中受到的平均阻力是其重力的多少倍？7如图所示，一只20kg的狗拉着一个80kg的雪橇以3m/s的速度冲上坡度为arcsin的斜坡已知斜坡对雪橇的摩擦阻力恒为20N，狗拉雪橇上坡时的加速度为0.2m/s2，经过10s拉雪橇的套绳突然断开，雪橇刚好能冲上坡顶求斜坡长(g取10m/s2)提升题1某人用手将一质量为1kg的物体由静止向上提升1m，这时物体的速度为2m/s，则下列说法中错误的是(g取10m/s2)()A手对物体做功12JB合力对物体做功12JC合力对物体做功2JD物体克服重力做功10J2一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点小球在水平力F作用下，从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点，如图所示，则力F所做的功为()AmglcosBFlsinCmgl(1cos) DFlcos3连接A、B两点的弧形轨道ACB和ADB形状相同，材料相同，如图所示，一个小物体由A以一定的速度v开始沿ACB轨道到达B的速度为v1；若由A以相同初速度v沿ADB轨道到达B的速度为v2，比较v1和v2的大小，有()Av1v2 Bv1v2Cv1v2 D条件不足，无法判定4(陕西师大附中0809学年高一下学期期中)质量为m的物体以初速度v0沿水平面向左开始运动，起始点A与一轻弹簧O端相距s，如图所示已知物体与水平面间的动摩擦因数为，物体与弹簧相碰后，弹簧的最大压缩量为x，则从开始碰撞到弹簧被压缩至最短，物体克服弹簧弹力所做的功为()A.mvmg(sx) B.mvmgxCmgs Dmg(sx)5(上海市交大附中0809学年高一下学期期中)如图所示，质量为m的小物体由静止开始从A点下滑，经斜面的最低点B，再沿水平面到C点停止已知A与B的高度差为h，A与C的水平距离为s，物体与斜面间及水平面间的滑动摩擦系数相同，则物体由A到C过程中，摩擦力对物体做功是_，滑动摩擦系数是_6某兴趣小组设计了如图所示的玩具轨道，其中“2008”四个等高数字用内壁光滑的薄壁细圆管弯成，固定在竖直平面内(所有数字均由圆或半圆组成，圆半径比细管内径大得多)，底端与水平地面相切弹射装置将一个小物体(可视为质点)以va5m/s的水平初速度由a点弹出，从b点进入轨道，依次经过“8002”后从p点水平抛出小物体与地面ab段间的动摩擦因数0.3，不计其它机械能损失已知ab段长L1.5m，数字“0”的半径R0.2m，小物体质量m0.01kg，g10m/s2.求：(1)小物体从p点抛出后的水平射程(2)小物体经过数字“0”的最高点时管道对小物体作用力的大小和方向7(2010潍坊模拟)第21届冬奥会于北京时间2010年3月1日中午12点，在加拿大温哥华胜利闭幕，冬奥会的举办引起大众的滑雪热某娱乐城的滑雪场地示意图如图所示雪道由助滑坡AB和BC及斜坡CE组成，AB、CE均为倾角为37的斜坡，BC是半径为