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文档简介
1、第七章 机械能及其守恒定律高一物理课件精选(人教版必修2)动能和动能定理2专题7.7 第一页,共二十八页。第二课时动能定理的应用举例W合Ek2Ek1W合mv22/2mv12/2W=W1+W2+W3+W=F合lcos方法指导:涉及只关注某过程的初、末状态,不需考虑过程细节,尤其是求变力功、曲线运动、多过程、瞬间过程更有优势!第二页,共二十八页。对动能定理的初步理解:c、不论物体做什么形式的运动,也不论 受力如何,动能定理总是适用的。d、动能定理是计算物体位移或速率的简捷公式,当题目中涉及到位移时,可优先考虑动能定理。a、 是外力对物体做的总功 b、动能定理既适用于恒力作用过程,亦适用于变力作用过
2、程,第三页,共二十八页。A.常规题 一架喷气式飞机,质量为m=5000kg,起飞过程中从静止开始滑跑的路程为l=530m时,达到起飞速度v=60m/s。在此过程中飞机受到的平均阻力F阻是飞机重量的0.02倍(k=0.02)。求飞机受到的牵引力F。(g取10m/s2)答案1.8104N第四页,共二十八页。1找对象(常是单个物体)解:对飞机 由动能定理有启发:此类问题,牛顿定律和动能定理都适用,但动能定理更简洁明了。解题步骤:1、2、3、4sF1F23确定各力做功2运动情况分析4建方程2受力分析第五页,共二十八页。 一质量为1kg的物体被人用手由静止向上提高1m,这时物体的速度是2m/s,下列说法
3、正确的是:A、手对物体做功10JB、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2J单项第六页,共二十八页。B. 变力功 足球运动员用力踢质量为0.3kg的静止足球,使足球以10m/s的速度飞出,假定脚踢足球时对足球的平均作用力为400N,球在水平面上运动了20m后停止,那么人对足球做的功为:A、8000JB、4000JC、15JD、无法确定第七页,共二十八页。 一质量为m的小球,用长为L的轻绳悬挂于O点。小球在水平拉力F作用下,从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点,细线偏离竖直方向的角度为,如图所示。则拉力F 做的功是:A. mgLcos B. mgL(1cos) C. F
4、Lcos D. FL单项第八页,共二十八页。 一辆汽车的质量为m,从静止开始起动,沿水平路面前进了x后,达到了最大行使速度vmax,设汽车的牵引力功率保持不变,所受阻力为车重的k倍,求: (1)汽车的牵引力功率(2)汽车从静止开始到匀速运动所需时间答案(1)kmgvmax(2)(vmax2+2kgx)/2kgvmax第九页,共二十八页。C.曲线运动 运动员用力将一质量为m的铅球从离地为h高处以初速度v0斜向上推出,当它落到地面时速度为v,则在此过程中铅球克服空气阻力所做的功等于:A、mgh-mv2/2-mv02/2B、-mv2/2-mv02/2-mghC、mgh+mv02/2-mv2/2D、m
5、gh+mv2/2-mv02/2单项第十页,共二十八页。D.多过程 如图所示,物体从高为h的斜面体的顶端A由静止开始滑下,滑到水平面上的B点静止,A到B的水平距离为S,求:物体与接触面间的动摩擦因数(已知:斜面体和水平面都由同种材料制成,未知)答案h/s第十一页,共二十八页。D.多过程 如图所示,AB为1/4圆弧轨道,半径为R=0.8m,BC是水平轨道,长l=3m,BC处的摩擦系数为=1/15,今有质量m=1kg的物体,自A点从静止起下滑到C点刚好停止。求物体在轨道AB段所受的阻力对物体做的功。 答案6J第十二页,共二十八页。D.多过程 质量为m的钢球从离坑面高H的高处自由下落,钢球落入沙中,陷
6、入h后静止,则沙坑对钢球的平均阻力F阻大小是多少?答案mg(H+h)/h第十三页,共二十八页。小结应用动能定理解题一般步骤(犹其是变力功、曲线运动):1.明确对象和过程:(通常是单个物体)2.作二分析: 受力分析 运动情况及过程分析,确定初、末速度3.确定各力做功及正负4.建方程:W合mv22/2mv12/2第十四页,共二十八页。有两个物体a和b,其质量分别为ma和mb,且mamb,它们的初动能相同,若a 和b分别受到不变的阻力Fa和Fb的作用,经过相同的时间停下来,它们的位移分别为sa 和 sb,则( ) AFaFb,且sasb BFaFb,且sasb CFaFb,且sasb DFaFb,且
7、sasb 题目中涉及位移时,可优先考虑动能定理。例1 第十五页,共二十八页。例2 下列关于运动物体所受合外力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第十六页,共二十八页。例3 某人用力推质量为100kg的静止小车,经过一段时间,车速达到8m/s。 (1)能否求出在这段时间内,人对车做的功? (2)如已知小车的位移是10m,能否求出人对车做的功? (3)如再已知小车的运动阻力是自重的5%,能否求出人对车的推力?第十
8、七页,共二十八页。应用动能定理解题步骤 1.确定研究对象和研究过程(初态、末态)。 2.对研究对象进行受力分析。 3.写出合外力做的功,或分别写出各个力做的功。 4.写出物体的初、末动能。 5.列式求解。第十八页,共二十八页。例4 有一个物体其质量为m,它的初速度为v0 ,若物体与水平地面间的动摩擦因数为,求物体能滑行多远?第十九页,共二十八页。例5 起重机钢索吊着m=1000kg的物体从静止开始,以a=2m/s2的加速度竖直向上提升了5m,钢索对物体的拉力做了多少功?物体的动能增加了多少?(g取10m/s2)第二十页,共二十八页。例6 如图所示,物体在离斜面底端 4m 处由静止滑下。若动摩擦
9、因数均为 0.5,斜面倾角为 370,斜面与平面间由一段圆弧连接,求物体能在水平面上滑行多远?图531370第二十一页,共二十八页。例7 一弹簧振子质量为m,它与水平桌面间的滑动摩擦系数为。起初,用手按住物块,物块的速度为零,弹簧的伸长量为x。然后放手,当弹簧的长度回到原长时,物块的速度为v,试用动能定理求此过程中弹力所做的功。左右 适用于变力做功问题m第二十二页,共二十八页。例8 一物体的质量为10Kg,放在粗糙的水平面上的A位置处,物体与粗糙水平面间的动摩擦因数为u=0.1,现用F=30N的水平力作用于物体上,使物体由静止开始运动,经过一段时间后撤去此力F,物体继续运动到位置B才停下来,测
10、量AB间的距离为30m,求物体在水平力F作用下的距离L为多少?(g取10m/s2)LfFAB第二十三页,共二十八页。例9 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L的距离,于是立即关闭油门,除去牵引力。设运动的阻力与重量成正比,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?v0vF1Ls1v0F1s2F 适用于多过程的复杂问题第二十四页,共二十八页。例10 如图所示,一轻弹簧竖直放在地面上,上端为O点,某人将质量为m的物块放在弹簧上端O处,使它缓缓下落到A处,放手后物块处于平衡,在此过程中物块克服人的作用力做的功为W,如果
11、将物块从距轻弹簧上端O点H高处释放,物块自由下落,落到弹簧上端O点后,继续下落将弹簧压缩,那么物块将弹簧压缩到A处时,物块速度的大小是多少?(不计碰撞过程中能量损失)第二十五页,共二十八页。对动能定理的进一步理解1、动能定理是力的空间积累作用规律,在不涉及加速度和时间时,能用牛顿定律加运动学公式解的问题,都能用动能定理解题,而且更简便。另外,动能定理还适用于非匀变速运动。2、合外力做的功等于物体动能的变化。这里的合外力指物体受到的所有力,包括重力。3、运用动能定理解题的关键:分清楚哪些力对物体做功,做正功还是做负功。4、技巧:应用动能定理解多过程问题时可把多过程看成整体列方程,更简便。第二十六页,共二十八页。应用动能定理解题
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