滬科版必修二 3.3動能定律的應(yīng)用 課件 (28張).ppt

3 3動能定理的應(yīng)用 1 1 掌握應(yīng)用動能定理解決問題的步驟 2 會計算合力做的功 3 會用動能定理解決變力做功的問題 2 如何計算和確定動能的變化呢 可以應(yīng)用動能定理計算合力做的功 從而進一步確定動能的變化 可見應(yīng)用動能定理可以通過計算合力做的功來判斷動能的變化 同樣也可以根據(jù)動能的變化來判斷變力的做功問題 這節(jié)課就讓我們通過分析 加深對這些問題的認識 3 案例1汽車的制動性能是衡量汽車性能的重要指標 在一汽車制動性能的測試中 司機踩下剎車閘 使汽車在阻力作用下逐漸停止運動 下表中記錄的是汽車以不同速率行駛時 制動后所經(jīng)過的距離 研究汽車的制動距離 4 請根據(jù)表中的數(shù)據(jù) 分析以下問題 1 為什么汽車的速率越大 制動的距離也越長 2 讓汽車載上3名乘客 再做同樣的測試 制動距離會有變化嗎 試分析原因 3 設(shè)汽車在以60km h勻速行駛時制動 在表格中填上近似的值 車上沒有乘客 說明你分析的依據(jù)和過程 5 解析 1 以汽車為研究對象 進行受力分析 阻力可以認為是滑動摩擦力 由動能定理 可知 汽車的速率越大 制動距離s也越長 2 由計算公式可知 制動距離s與質(zhì)量m無關(guān) 所以有乘客時不影響制動距離 6 3 由計算公式可知 制動距離s與速度的平方成正比 對比速率為10km h時的情況得 小結(jié) 比例法是解決物理問題的常用方法 對于兩個完全相同的過程用這種方法求解比較方便 7 合力做功與動能的變化 案例2一架質(zhì)量m 5 0 103kg的噴氣式飛機 從靜止開始在機場的跑道上滑行 經(jīng)過距離s 5 3 102m 達到起飛速度v 60m s 在這個過程中飛機受到的阻力是飛機所受重力的0 02倍 你能根據(jù)動能定理求出飛機滑行時受到的牽引力嗎 8 解析 分析飛機起飛時的受力 如圖 mg fn f牽 f阻 解法一 牽引力對飛機做的功為 w牽 fs 9 阻力對飛機做的功為 飛機動能的增量為 由動能定理得 10 解法二 飛機受到的合外力 由動能定理得 11 可見合力做功的求法可以分別求出各分力的功再去求和 也可以先求出合力 再求合外力做的功 12 解法三 飛機受到的合外力 由牛頓第二定律知 由運動學(xué)公式知 聯(lián)立可得 13 小結(jié) 牛頓運動定律和動能定理是物理學(xué)中常見的兩種思想方法 即從力的方面分析和從能量的角度分析 一般的情況下 如果分析的問題不涉及過程細節(jié)就用動能定理求解 涉及細節(jié)或運動時間的問題時就用牛頓運動定律求解 14 由動能定理計算變力做功 通過前面的學(xué)習(xí)我們知道w fs只適用于恒力做功 不能直接用于變力做功 所以解決變力做功問題常用微元法 微元法解題太麻煩 對于初末動能已知或容易求出的問題 也可以用動能定理來求做功 15 案例分析 用質(zhì)量為4 0kg的鐵錘 以5 0m s的速度打擊放在鐵砧上燒紅的鐵塊 設(shè)擊中鐵塊后鐵錘即靜止 求鐵塊對鐵錘所做的功 16 解析 鐵錘打擊鐵塊的過程中 力的大小是變化的 過程比較復(fù)雜 用牛頓定律很難解決 本題中只要求計算做功的多少 不求細節(jié) 所以可以用動能定理求解 以鐵錘為研究對象 在擊打過程中鐵錘的位移很小 所以重力做的功完全可以忽略 則對鐵錘做功的力只有鐵塊對它的作用力 所以鐵塊對鐵錘做的功等于鐵錘動能的變化量 17 通過對這些問題的分析 大家想一想應(yīng)用動能定理解決實際問題的基本步驟是什么 18 應(yīng)用動能定理解題的步驟1 確定要解決的問題 確定研究對象 2 對研究對象進行受力分析 確定外力 合外力 對研究對象所做的功 3 明確研究對象在初末狀態(tài)的動能 以便確定動能增量 4 運用動能定理列出方程 19 1 如圖所示 電梯質(zhì)量為m 在地板上放置一質(zhì)量為m的物體 鋼索拉電梯由靜止開始向上加速運動 當電梯上升高度為h時 速度達到v 則下列說法正確的是 a 地板對物體的支持力所做的功等于b 地板對物體的支持力所做的功等于c 鋼索的拉力所做的功等于d 合力對電梯所做的功等于 m f bd 20 解析 分析物體受力如圖 對物體由動能定理得 所以支持力做的功 對電梯由動能定理得 所以拉力做的功 21 2 某人從距地面25m高處水平拋出一小球 小球質(zhì)量100g 出手時速度大小為10m s 落地時小球速度大小為16m s 取g 10m s2 試求 1 人拋球時對小球做了多少功 2 小球在空中運動時克服阻力做的功是多少 22 v0 h v 人拋球 球在空中 解析 代入數(shù)據(jù)得 w人 5jwf 17 2j 23 3 如圖所示 斜面的傾角為 長為l ab段光滑 bc段粗糙 且bc 2ab 質(zhì)量為m的木塊從斜面頂端無初速度下滑 到達c端時速度剛好減小到零 求物體和斜面bc段間的動摩擦因數(shù) 由動能定理 解析 24 4 以10m s的初速度豎直向上拋出一個質(zhì)量為0 5kg的物體 它上升的最大高度為4m 設(shè)空氣對物體的阻力大小不變 求物體落回拋出點時的動能 解析 聯(lián)立可得 25 1 多個力做功的求解 2 計算變力做功 求出各力做的功再求和 求出物體所受的合力再求合力做的功 只要求知道做功的多少 不求細節(jié) 用動能定理求解方便 26 3 應(yīng)用動能定理解題的步驟 確定要解決的問題 確定研究對象 對研究