第3讲 动能定理.ppt

1、第三讲 动能定理,功是能量变化的量度 W = E,=EK =EG =E弹 =E机 =E内 =E电,一个最基本的观点：,W？,重力功？ 弹力的功？ 摩擦力的功？ 动摩擦、静摩擦 电场力的功 安培力的功？ 核力的功？ 图象F-s 图象v-t,合力的功？,单力的功？,我们都学过哪些力的功呢？,动能定理是最重要的物理规律，应该对其应用熟练掌握！,F,f,f,t,F,一个熟悉的情景：,描述：牛顿定律：,F,F,F,f,F,f,F,f,F,F,f,F,F,f,F,F,f,F,F,f,F,F,f,F,F,f,F,F,f,F,运动学公式：,动能定理：,动能定理描述总功与物体动能变化的关系,解题要点：,1. 对

2、象关注单体，选定研究的过程,2. 受力关注所有力的功（正、负）确定 总功,3. 状态关注所选过程初末态动能,4. 方程 ,如图所示，物体在离斜面底端4米处由静止滑下，若动摩擦因数均为0.5，斜面倾角为370，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？,S平=1.6m,对象：物体,方程：,结合几何关系可得：,过程：从开始下滑到停止,受力:,状态：初末态动能为0,解：,质量为m的跳水运动员从高为H的跳台上以速率v1 起跳，落水时的速率为v2 ，运动中遇有空气阻力，那么运动员起跳后在空中运动克服空气阻力所做的功是多少？,解：,对象运动员,过程-从起跳到落水,受力分析-如图示,由动能定

3、理列方程：,从误区说起： 误区一： 单力功与合力功不分，有些同学总是认为动力功量度动能的变化量。,一质量为1kg的物体被人用手由静止向上提升1m，这时物体的速度2 m/s，则下列说法正确的是( ),A手对物体做功 12J B合外力对物体做功 12J C合外力对物体做功 2J D物体克服重力做功 10 J,-单力功,-单力功（重力功）,ACD,-合力功,在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项。质量为m的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对他的阻力大小恒为F，那么在他减速下降高度为h的过程中，下列说法正确的是：（g为当地的重力加速度）( ) A.他的动能减少了Fh B.他的重

4、力势能增加了mgh C.他的机械能减少了（Fmg）h D.他的机械能减少了Fh,合外力的功,重力的负功 (单力功),阻力的功(单力功),D,高考摸拟题：,阻力的功(单力功),水平恒力F作用在物体上，物体在光滑水平面上沿力的方向移动s距离，恒力做功为 ，物体获得的动能为 若该恒力作用在同一物体上，物体在粗糙水平面上移动相同距离S，恒力做功为 ，物体获得的动能为 则（ ） A B C D,C,理解相关知识的区别和联系,最简单的情景只受一力“单力即合力”,误区一小结：,合力的瞬时效果？,合力的功？,类比,物体产生加速度,物体动能变化,考题：已知m=1kg，静止在=0.1的水平面上，现用水平外力F=2

5、N拉其运动1m后撤去外力，问它还能走多远？,F,f,f,=0,=0,F,从误区说起 误区二：认为W总一定是合外力的功,1m,误区二小结： 总功可以是几个力在同一段位移中的功,也可以是一个力在几段位移中的功,还可以是几个力在几段位移中的功,求总功有两种方法：,一种是先求出合外力 WFS cos ,另一种是 WW1 +W2+W3+,从误区中发现：使用动能定理解题时，应优选长过程使用，给解题带来方便,一个熟悉的例题：铅球从1米高处掉入沙坑,已知铅球在下陷过程中受到沙子的平均阻力为铅球重力的20倍,则铅球在沙中下陷深度为多少米?,解法一 分段,自由下落：,进入沙坑：,解法二 全程,约0.05m,如图所

6、示，ABCD是一个盆式容器，盆内 侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧，BC为水平的，其距离d=0.5米，盆边缘的高度h=0.3米，在A处放一个质量为m的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BC面与小物块间的动摩擦因数为=0.1，小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停的地点到B的距离为（ ）,A、0.5米,B、0.25米,C、0.10米,D、0,D,解：对m：A-停,如图所示，AB与CD为两个对称斜面，其上部足够长，下部分别与一个光滑的圆弧面的两端相切，圆弧圆心角为1200，半径R为2.0米，一个物体在离弧底E高度为h=3.0米处,以初速4.0米/秒沿斜面向下运动，

7、若物体与两斜面的动摩擦因数为0.2，则物体在两斜面上（不包括圆弧部分）一共能走多长路程？（取g=10米/秒2）,S=28m,解:对小物体：从A到B,如图所示，DO是水平面，AB是斜面，初速为v0的物体从D点出发沿DBA滑动到顶点A时速度刚好为零，如果斜面改为AC，让该物体从D点出发沿DCA滑动到A点且速度刚好为零，则物体具有的初速度（ ）。（已知物体与路面之间的动摩擦因数处处相同且 不为零） A、大于v0 B、等于v0 C、小于v0 D、取决于斜面的倾角,B,分析：,例如：,从误区说起 误区三： 认为速度可分解，动能也可分解， 认为动能定理有分量式,误区三小结： 动能定理中的位移及速度，一般都

8、是相对地面而言的 速度是矢量，但动能是标量，与速度方向无关，不可分解。即动能定理没有分量式。,一个质量为2Kg的物体，以4m/s的速度在光滑水平面上向左滑行，从某时刻起在物体上作用一个水平向右的力，经过一段时间，物体的速度方向变为向右，大小仍是4m/s在这段时间内水平力对物体所做的功为（ ） A0 B3J C16J D32J,A,误区四：分不清恒力功与变力功，认为动能定理只适用于恒力做功的情况,一人用力踢质量为1千克的皮球，使球由静止以10米/秒的速度飞出，假定人踢球瞬间对球平均作用力是200N，球在水平方向运动了20米停止，那么人对球所做的功为（ ）,A.500J,B.50J,C.4000J

9、,D.无法确定,如果球以10m/s迎面飞来,踢出速度仍为10m/s,则运动员对球做的功为多少?,B,如图所示，质量为m的物块与转台之间能出现的最大静摩擦力为物块重力的k倍，它与转台转轴OO相距R，物块随转台由静止开始转动，当转速增加到一定值时，物块即将在转台上滑动，在物块由静止到相对转台开始滑动前的这一过程中，转台对物块做的功为 （ ） A0 B大于kmgR/2 C等于kmgR/2 D小于kmgR/2,解：,对m：静摩擦力的分力提供向心力,从静止到刚要相对运动,由动能定理：,如图所示，质量为m的物块与转台之间能出现的最大静摩擦力为物块重力的k倍，它与转台转轴OO相距R，物块随转台由静止开始转动

10、，当转速增加到一定值时，物块即将在转台上滑动，在物块由静止到相对转台开始滑动前的这一过程中，转台对物块做的功为 （ ） A0 B大于kmgR/2 C等于kmgR/2 D小于kmgR/2,D,误区四小结：,动能定理适用于物体做直线运动，也适用于曲线运动；适用于恒力做功，也适用于变力做功，并且是一种求变力做功的很好的方法。,水平面上有质量相等的a、b两个物体，水平推力F1、 F2分别作用在a、b上。一段时间后撤去推力，物体继续运动一段距离后停下。两物体的v - t图线如图所示，图中ABCD。则整个过程中 AF1的功等于F2的功 BF1的功小于F2的功 C撤去推力后摩擦力对a 物体的功等于摩擦力对b

11、物 体的功 D外力对a物体的总功等于外力对b物体的总功,误区五：不会阅读图像，从中看出功能关系,AF1的功等于F2的功 BF1的功小于F2的功 C撤去推力后摩擦力对a物体的功 等于摩擦力对b物体的功 D外力对a物体的总功 等于外力对b物体的总功,BCD,误区五小结：,在F-s图象 ，v-t图象中我们可以得到许多有用的信息，这些信息对我们分析物体的动能、力做功非常有帮助，为解决问题带来很大的方便。要学会和习惯利用图像这一工具进行物理描述与分析。,总结动能定理的优点：,1、动能定理既适用于物体的直线运动，也适用于曲线运动；既适用于恒力做功，也适用于变力做功；力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以分段作用；研究过程既可以是单一过程，也可以是多个过程组成的全过程。,2、应用动能定理解题的特点：跟过程的细节无关.即解题时不涉及物体运动的方向、加速度和时间，且与中间变化过程无关，所以应用时非常方便。,多过程问题 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