《動能定理及其應用》PPT課件.ppt

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第二節(jié)動能定理及其應用,一、動能1．定義：物體由于①而具有的能叫做動能。物體的動能跟物體的②和③都有關系，物體的④越大，⑤越大，它的動能就越大。2．公式：Ek＝⑥。3．單位：與功的單位⑦，在國際單位制中都是⑧。4．矢標性：動能是⑨，只有正值。5．動能是狀態(tài)量，動能的變化量是⑩量。,運動,速度,質量,速度,質量,,相同,焦耳,標量,過程,1．關于物體的動能，下列說法中正確的是()A．物體速度變化，其動能一定變化B．物體所受的合外力不為零，其動能一定變化C．物體的動能變化，其運動狀態(tài)一定發(fā)生改變D．物體的速度變化越大，其動能一定變化也越大【解析】A選項中若速度的方向變化而大小不變，則其動能不變化，故A錯。B選項中物體受合外力不為零；只要速度大小不變，其動能就不變化，如勻速圓周運動中，物體合外力不為零，但速度大小始終不變，動能不變。C選項中，物體動能變化，其速度一定發(fā)生變化，故運動狀態(tài)改變，C選項正確。D選項中，,物體速度變化若僅由方向變化引起時，其動能可能不變，如勻速圓周運動中，速度變化，但動能始終不變，故D錯?！敬鸢浮緾,二、動能定理,動能變化,增加,減少,曲線運動,變力做功,不同時作用,2．人騎自行車下坡，坡長l＝500m，坡高h＝8m，人和車總質量為100kg，下坡時初速度為4m/s，人不踏車的情況下，到達坡底時車速為10m/s，g取10m/s2，則下坡過程中阻力所做的功為()A．－4000JB．－3800JC．－5000JD．－4200J【解析】對人和車組成的系統(tǒng)，下坡過程中合外力的功等于動能的變化量。mgh＋Wf＝，得Wf＝－3800J。【答案】B,對動能定理的理解,1．動能定理的計算式為標量式，計算外力對物體做的總功時，應明確各個力所做功的正負，然后求所有外力做功的代數(shù)和；求動能變化時，應明確動能沒有負值，動能的變化為末動能減初動能。2．位移和速度必須是相對于同一個參考系的，一般以地面為參考系。3．動能定理應用廣泛，直線運動、曲線運動、恒力做功、變力做功、同時做功、分段做功各種情況均適用。4．動能定理既適用于一個持續(xù)的過程，也適用于分段過程。,5．動能定理公式中等號的意義等號表明合力做的功與物體動能的變化間的三個關系。(1)數(shù)量相等，即通過計算物體動能的變化，求合力的功，進而求得某一力的功。(2)單位相同，都是焦耳。(3)因果關系，合外力做功是物體動能變化的原因。,,【解題切點】求解功的方法①定義，②動能定理，③能量轉化?！敬鸢浮緿,1.質量為m的小球被系在輕繩一端，在豎直平面內做半徑為R的圓周運動，如圖所示，運動過程中小球受到空氣阻力的作用。設某一時刻小球通過軌道的最低點，此時繩子的張力為7mg，在此后小球繼續(xù)做圓周運動，經過半個圓周恰好能通過最高點，則在此過程中小球克服空氣阻力所做的功是(),【答案】C,1．應用動能定理的基本步驟①選取研究對象，明確它的運動過程。②分析研究對象的受力情況和各力的做功情況，然后求各個外力做功的代數(shù)和。③明確物體在過程的始末狀態(tài)的動能Ek1和Ek2。④列出動能定理的方程W合＝Ek2－Ek1及其他必要的解題方程，進行求解。,動能定理的應用,,2．應用動能定理應該注意的問題①明確研究對象和研究過程，找出始、末狀態(tài)的速度情況。②要對物體進行正確的受力分析(包括重力、彈力等)，明確各力做功的大小及正、負情況。③有些力在運動過程中不是始終存在的，若物體運動過程中包含幾個物理過程，物體運動狀態(tài)、受力情況等均發(fā)生變化，則在考慮外力做功時，必須根據(jù)不同情況，分別對待。④若物體運動過程中包含幾個不同的物理過程，解題時，可以分段考慮，也可視為一個整體過程，根據(jù)動能定理求解。,如圖所示，質量為M＝0.2kg的木塊放在水平臺面上，臺面比水平地面高出h＝0.20m，木塊離臺的右端L＝1.7m。質量為m＝0.10M的子彈以v0＝180m/s的速度水平射向木塊，當子彈以v＝90m/s的速度水平射出時，木塊的速度為v1＝9m/s(此過程作用時間極短，可認為木塊的位移為零)。若木塊落到水平地面時的落地點到臺面右端的水平距離為l＝1.6m，求：(1)木塊對子彈所做的功W1和子彈對木塊所做的功W2；(2)木塊與臺面間的動摩擦因數(shù)μ。,【解題切點】對不同的物體在不同的階段分別應用動能定理，所以要恰當選取研究對象及其運動過程。,【答案】(1)－243J8.1J(2)0.50,【發(fā)散思維】(1)木塊對子彈所做的功W1和子彈對木塊所做的功W2的代數(shù)和并不為零，原因是：功是力對位移的積累，相互作用力大小相等，但位移大小不相等。(2)一般不對系統(tǒng)用動能定理。在子彈穿過木塊階段，子彈和木塊間的一對摩擦力做的總功為負功。如果對系統(tǒng)在全過程用動能定理，就會把這個負功漏掉。,2．如圖所示，物體在離斜面底端4m處由靜止滑下，若動摩擦因數(shù)均為0.5，斜面傾角為37，斜面與平面間由一小段圓弧連接，求物體能在水平面上滑行多遠？【解析】物體在斜面上受重力mg、支持力FN1、摩擦力F1的作用，沿斜面加速下滑(由計算可知重力沿斜面向下的分力大于滑動摩擦力)到水平面后，在摩擦力F2作用下做減速運動，直至停止。,對物體在斜面上和平面上時分別進行受力分析，如圖所示，知下滑階段有FN1＝mgcos37，故F1＝μFN1＝μmgcos37。由動能定理有,【答案】1.6m,1．關于動能的理解，下列說法正確的是()A．動能是機械能的一種表現(xiàn)形式，凡是運動的物體都具有動能B．動能總為正值C．一定質量的物體動能變化時，速度一定變化，但速度變化時，動能不一定變化D．動能不變的物體，一定處于平衡狀態(tài)【解析】根據(jù)動能、機械能定義可知，A正確；動能可以為零，B錯誤；動能是標量，速度是矢量，C正確；勻速圓周運動的物體動能不變，而處于非平衡狀態(tài)，D錯誤?！敬鸢浮緼C,2．下列關于運動物體所受合外力做的功和動能變化的關系正確的是()A．如果物體所受合外力為零，則合外力對物體做的功一定為零B．如果合外力對物體所做的功為零，則合外力一定為零C．物體在合外力作用下做變速運動，動能一定發(fā)生變化D．物體的動能不變，所受合外力一定為零【解析】根據(jù)動能定理可知，A正確。【答案】A,3.如圖所示，質量m＝1kg、長L＝0.8m的均勻矩形薄板靜止在水平桌面上，其右端與桌子邊緣相平。板與桌面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.4。現(xiàn)用F＝5N的水平力向右推薄板，使它翻下桌子，力F做的功至少為(g取10m/s2)()A．1JB．1.6JC．2JD．4J【解析】分析可知要將薄板的中心運動到桌子邊緣。根據(jù)動能定理，WF－μmg＝0解之得：WF＝1.6J?！敬鸢浮緽,4.質量為1kg的物體以某一初速度在水平面上滑行，由于摩擦阻力的作用，其動能隨位移變化的圖線如圖所示，g取10m/s2，則以下說法中正確的是()A．物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.5B．物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2C．物體滑行的總時間為4sD．物體滑行的總時間為2.5s,【答案】C,5.如圖所示，小球從高為h的斜面上的A點由靜止開始滑下，經B點在水平面上滑到C點而停止，現(xiàn)在要使物體由C點沿原路回到A點時速度為零，那么必須給小球以多大的初速度？(設小球經過B點處無能量損失),