物理人教版（2019）必修第二冊8.3動能和動能定理-動能定理的應(yīng)用（共18張ppt）

1、8.3 動能和動能定理（二）第8章 機(jī)械能守恒定律- 動能定理的應(yīng)用復(fù)習(xí)回顧一、動能的表達(dá)式 3.標(biāo)矢性:動能是標(biāo)量,只有大小,沒有方向,沒有負(fù)值。4.相對性:物體運(yùn)動速度的大小與選定的參考系有關(guān),相對于不同參考系,物體具有不同的速度,即物體的動能不同。5.瞬時性：動能是狀態(tài)量，與物體的運(yùn)動狀態(tài)相對應(yīng)。二.動能的變化 (2)動能變化的原因:合力對物體做功是引起物體動能變化的原因,合力做功的過程實質(zhì)上是其他形式的能與動能相互轉(zhuǎn)化的過程,轉(zhuǎn)化了多少由合力做了多少功來度量?！纠?關(guān)于物體的動能,下列說法正確的是()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

2、的動能變化,其運(yùn)動狀態(tài)一定發(fā)生改變 D.物體的速度變化越大,其動能變化一定也越大解析:選項A中,若速度的方向變化而大小不變,則其動能不變,故選項A錯誤;選項B中,物體受合外力雖不為零,但只要速度大小不變,其動能就不變,如勻速圓周運(yùn)動中,物體所受合外力不為零,但速度大小始終不變,動能不變,故選項B錯誤;選項C中,物體動能變化,其速度一定發(fā)生變化,故運(yùn)動狀態(tài)改變,選項C正確;選項D中,物體速度變化若僅由方向變化引起,其動能可能不變,如勻速圓周運(yùn)動中,速度變化,但動能始終不變,故選項D錯誤。答案:C動能是標(biāo)量,速度是矢量,當(dāng)動能發(fā)生變化時,物體的速度(大小)一定發(fā)生了變化,當(dāng)速度發(fā)生變化時,可能僅是

3、速度的方向變化,物體的動能可能不變。1.內(nèi)容:力在一個過程中對物體做的功,等于物體在這個過程中動能的變化2.動能定理的表達(dá)式復(fù)習(xí)回顧三、動能定理3對動能定理的理解 (1)表達(dá)式的理解： 公式WEk2Ek1中W是合外力做的功，不是某個力做的功，W可能是正功，也可能是負(fù)功Ek2、Ek1分別是末動能和初動能，Ek2可能大于Ek1，也可能小于Ek1。(2)W的求法：動能定理中的W表示的是合外力的功，可以應(yīng)用WF合lcos (僅適用于恒定的合外力)計算，還可以先求各個力的功再求其代數(shù)和，WW1W2Wn。4.動能定理公式中等號的意義 數(shù)量關(guān)系：即合外力所做的功與物體動能的變化具有等量代換關(guān)系?？梢酝ㄟ^計算

4、物體動能的變化，求合力的功，進(jìn)而求得某一力的功。 單位相同：國際單位都是焦耳。 因果關(guān)系：合外力的功是物體動能變化的原因。5.適用范圍 動能定理應(yīng)用廣泛，直線運(yùn)動、曲線運(yùn)動、恒力做功、變力做功、同時做功、分段做功等各種情況均適用。復(fù)習(xí)回顧【例】足球運(yùn)動員用力F踢出靜止在地面上的足球,足球的質(zhì)量為m,足球被踢出時的速度為v,足球被踢出后在地面上運(yùn)動了距離x停下。在這個過程中,足球運(yùn)動員對足球做功了嗎?做了多少功?提示:做功。因x不是力F作用時間內(nèi)的位移,做的功不等于Fx。由動能定理求得運(yùn)動員對球做的功W= mv2。 1.動能定理說明了外力對物體所做的總功和動能變化間的一種因果關(guān)系和數(shù)量關(guān)系，不可

5、理解為功轉(zhuǎn)變成了物體的動能，而是意味著“功引起物體動能的變化”，即物體動能的變化是通過外力做功的過程來實現(xiàn)的。 2.動能定理中的位移和速度必須是相對于同一個參考系的，一般以地面或相對地面靜止的物體為參考系。特別提醒復(fù)習(xí)回顧6應(yīng)用動能定理解題的步驟(1)選取研究對象，明確它的運(yùn)動過程；(2)分析研究對象的受力情況和各力的做功情況：(3)明確研究對象在過程的始末狀態(tài)的動能Ek1和Ek2；(4)列出動能定理的方程W合Ek2Ek1及其他必要的解題方程，進(jìn)行求解。復(fù)習(xí)回顧7動能定理與牛頓定律解題的比較牛頓定律動能定理相同點(diǎn)確定研究對象，對物體進(jìn)行受力分析和運(yùn)動過程分析適用條件只能研究恒力作用下物體做直線

6、運(yùn)動的情況物體在恒力或變力作用下，物體做直線運(yùn)動或曲線運(yùn)動均適用應(yīng)用方法要考慮運(yùn)動過程的每一個細(xì)節(jié)，結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式解題只考慮各力的做功情況及初、末狀態(tài)的動能運(yùn)算方法矢量運(yùn)算代數(shù)運(yùn)算兩種思路對比可看出應(yīng)用動能定理解題不涉及加速度、時間，不涉及矢量運(yùn)算，運(yùn)算簡單，不易出錯。復(fù)習(xí)回顧 1.動能定理的研究對象是單一物體，或者是可以看作單一物體的物體系統(tǒng)。 2.動能定理是求解物體的位移或速率的簡捷公式。當(dāng)題目涉及位移和速度而不涉及時間時可優(yōu)先考慮動能定理；處理曲線運(yùn)動中的速度問題時也要優(yōu)先考慮動能定理。 3.若過程包含了幾個運(yùn)動性質(zhì)不同的分過程，既可分段考慮也可整個過程考慮。但求功時，有些力不是全過程都

7、做功，必須根據(jù)不同的情況分別對待求出總功。特別提醒復(fù)習(xí)回顧典例剖析【例】如圖所示，一質(zhì)量為2 kg的鉛球從離地面H2 m高處自由下落，陷入沙坑h2 cm深處，求沙子對鉛球的平均阻力(g取10 m/s2)【例 】動能定理求解變力做功如圖所示,AB為固定在豎直平面內(nèi)的1/4光滑圓弧軌道,軌道的B點(diǎn)與水平地面相切,其半徑為R,質(zhì)量為m的小球由A點(diǎn)靜止釋放。(1)求小球滑到最低點(diǎn)B時,小球速度v的大小。(2)小球通過光滑的水平面BC滑上固定曲面,恰達(dá)最高點(diǎn)D,D到地面的高度為h(已知hR),求小球在曲面上克服摩擦力所做的功Wf。典例剖析【例】動能定理在多過程問題中的應(yīng)用如圖所示，傾角為37的粗糙斜面A

8、B底端與半徑R0.4 m的光滑半圓軌道BC平滑面相連，O點(diǎn)為軌道圓心，BC為圓軌道直徑且處于豎直方向，A、C兩點(diǎn)等高。質(zhì)量m1 kg的滑塊從A點(diǎn)由靜止開始下滑，恰能滑到與O點(diǎn)等高的D點(diǎn)，g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8。(1)求滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)；(2)若使滑塊能到達(dá)C點(diǎn)，求滑塊從A點(diǎn)沿斜面滑下時初速度v0的最小值；(3)若滑塊離開C點(diǎn)的速度大小為4 m/s，求滑塊從C點(diǎn)飛出至落到斜面上所經(jīng)歷的時間t。典例剖析【練習(xí)】(2016浙江理綜，18)(多選)如圖所示為一滑草場。某條滑道由上下兩段高均為h，與水平面傾角分別為45和37的滑道組成，滑草車與草地之間的動摩擦

9、因數(shù)為。質(zhì)量為m的載人滑草車從坡頂由靜止開始自由下滑，經(jīng)過上、下兩段滑道后，最后恰好靜止于滑道的底端(不計滑草車在兩段滑道交接處的能量損失，sin370.6，cos 370.8)。則()A動摩擦因數(shù)B載人滑草車最大速度為C載人滑草車克服摩擦力做功為mghD載人滑草車在下段滑道上的加速度 大小為0.6g典例剖析【例】動能定理與圖象結(jié)合問題(2019全國卷)從地面豎直向上拋出一物體,物體在運(yùn)動過程中除受到重力外,還受到一大小不變、方向始終與運(yùn)動方向相反的外力作用。距地面高度h在3 m以內(nèi)時,物體上升、下落過程中動能Ek隨h的變化如圖所示。重力加速度取10 m/s2。該物體的質(zhì)量為 () A.2 kgB.1.5 kgC.1 kgD.0.5 kg【解析】選C。對上升過程,由動能定理,-(F+mg)h=Ek-Ek0,得Ek=Ek0-(F+mg)h,即F+mg=-k=12 N;下落過程中,設(shè)物體從最高處下落到地面的距離為l,由動能定理可得(mg-F)(l-h)=Ek,轉(zhuǎn)換可得Ek=(mg-F)l-(mg-F)h,即mg-F=-k=8 N,聯(lián)立兩公式,得到m=1 kg、F=2 N,故只有C正確?！揪毩?xí)】如圖甲所示，在傾角為30的足夠長的光滑斜面AB的A處連接一粗糙水平面O