動能和動能定理課件

動能和動能定理動能和動能定理2【教法探析】一、物體的動能2【教法探析】一、物體的動能3注意：能量有多種形式，動能是其中一種，動能與其他形式的能量之間可以相互轉(zhuǎn)化．3注意：能量有多種形式，動能是其中一種，動能與其他形式的能量445【學(xué)法導(dǎo)引】一、對動能概念的進(jìn)一步理解1．動能是標(biāo)量，只有大小沒有方向，動能沒有負(fù)值，與物體的速度方向無關(guān)．2．動能是狀態(tài)量，具有瞬時性，物體在某一狀態(tài)的動能由物體的質(zhì)量和該狀態(tài)下物體的速度共同決定．3．物體的動能具有相對性，由于對不同的參考系，同一物體的瞬時速度有不同值，所以在同一狀態(tài)下物體的動能也有不同值．一般地如無特別說明，物體的動能均是相對于地面的．5【學(xué)法導(dǎo)引】一、對動能概念的進(jìn)一步理解6【例1】如圖所示，質(zhì)量為m的物體在力F作用下沿斜面向上運(yùn)動，設(shè)物體初速度為v0、末速度為vt、斜面與物體間的動摩擦因數(shù)為μ，斜面的傾角為α，物體發(fā)生的位移為s.求合外力做功與動能變化的關(guān)系．6【例1】如圖所示，質(zhì)量為m的物體在力F作用下沿斜面向上運(yùn)動778【點(diǎn)評】

要注意的是ΔEk表示動能的增量，動能不一定增加．所有外力對物體所做的總功，這些力對物體所做功的代數(shù)和等于物體動能的增量．求解時先求每個力所做的功，再代數(shù)求和；也可以先將物體的外力進(jìn)行合成，求出合外力后，再求總功．8【點(diǎn)評】要注意的是ΔEk表示動能的增量，動能不一定增加．9二、對動能定理的理解及應(yīng)用1．物理意義動能定理揭示了物體動能的變化是通過外力做功的過程(即力對空間的積累)來實(shí)現(xiàn)的，并且通過功來量度，即外力對物體做的總功對應(yīng)著物體動能的變化．若合力做正功，物體動能增加，其他形式的能轉(zhuǎn)化為動能．若合力做負(fù)功，物體動能減少，動能轉(zhuǎn)化為其他形式的能．動能定理的表達(dá)式中等號的意義是一種因果關(guān)系，表明了數(shù)值上是相等的，并不意味著“功就是動能增量”，也不是“功轉(zhuǎn)變成動能”，而是“功引起物體動能的變化”．2．應(yīng)用動能定理時應(yīng)注意的問題(1)動能定理是標(biāo)量式，式中的v是相對于同一參考系，一般指相對于地面．9二、對動能定理的理解及應(yīng)用10(2)對單一物體的單一過程，W指合外力做的功．若對某一過程的不同階段，物體受力情況發(fā)生變化，則W應(yīng)是所有外力所做的總功，即各力做功的代數(shù)和．(3)若研究對象是由兩個以上的物體組成的系統(tǒng)，則對整個系統(tǒng)來講，W還應(yīng)包括系統(tǒng)內(nèi)力做功，這種情況下，Ek2－Ek1為整個系統(tǒng)動能的變化．(4)該式不僅適用于恒力做功，也適用于變力做功．(5)該式不僅適用于直線運(yùn)動，也適用于曲線運(yùn)動．3．動能定理的應(yīng)用步驟(1)明確研究對象及所研究的物理過程．(2)對研究對象進(jìn)行受力分析，并確定各力所做的功，求出這些力的功的代數(shù)和．(3)確定始、末態(tài)的動能(未知量用符號表示)，根據(jù)動能定理列出方程W總＝Ek2－Ek1.(4)求解方程，分析結(jié)果．10(2)對單一物體的單一過程，W指合外力做的功．若對某一過11例2.將質(zhì)量m＝2kg的金屬小球從離地面H＝2m的高處由靜止釋放，落入泥潭并陷入泥中h＝5cm深處，不計空氣阻力，g取10m/s2.求泥潭對金屬小球的平均阻力大?。舅悸伏c(diǎn)撥】解答本題時應(yīng)把握以下三點(diǎn)：(1)明確小球的運(yùn)動分為兩個階段．(2)分析小球在兩個階段的受力情況．(3)優(yōu)先選用動能定理解答本題．11例2.將質(zhì)量m＝2kg的金屬小球從離地面H＝2m的高12121313141415【答案】

820N【方法總結(jié)】從本例提供的三種解法可以看出，在不涉及加速度和時間的問題中，應(yīng)用動能定理求解比應(yīng)用牛頓第二定律與運(yùn)動學(xué)公式求解簡單得多；而對物體運(yùn)動的全過程應(yīng)用動能定理，則往往要比分段應(yīng)用動能定理顯得更為簡捷．因此在應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律和動能定理時優(yōu)先選用動能定理．15【答案】820N16

例3.如圖所示，斜面足夠長，其傾角為α，質(zhì)量為m的滑塊，距擋板P為x0，以初速度v0沿斜面上滑，滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ，滑塊所受摩擦力小于滑塊沿斜面方向的重力分力，若滑塊每次與擋板相碰均無機(jī)械能損失，求滑塊在斜面上經(jīng)過的總路程為多少？16例3.如圖所示，斜面足夠長，其傾角為α，質(zhì)量為m17【自主解答】滑塊在滑動過程中，要克服摩擦力做功，其機(jī)械能不斷減少；又因為滑塊所受摩擦力小于滑塊沿斜面方向的重力分力，所以最終會停在斜面底端．在整個過程中，受重力、摩擦力和斜面的支持力作用，其中支持力不做功．設(shè)其經(jīng)過的總路程為L，對全過程，由動能定理得17【自主解答】滑塊在滑動過程中，要克服摩擦力做功，其機(jī)械18【方法總結(jié)】利用整體法解題時，要特別注意各種力做功的特點(diǎn)，正確表示每個力在整個過程中做的功．例如：重力做功與實(shí)際過程無關(guān)，只要知道初、末狀態(tài)的高度差即可；滑動摩擦力做功的絕對值等于摩擦力的大小與路程的乘積．18【方法總結(jié)】利用整體法解題時，要特別注意各種力做功的特19【模擬練習(xí)】1．關(guān)于對動能的理解，下列說法錯誤的是(

)A．動能是機(jī)械能的一種表現(xiàn)形式，凡是運(yùn)動的物體都具有動能B．動能總為正值C．一定質(zhì)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)答案：D19【模擬練習(xí)】1．關(guān)于對動能的理解，下列說法錯誤的是(202．一質(zhì)量為m的滑塊，以速度v在光滑水平面上向左滑行，從某一時刻起，在滑塊上作用一向右的水平力，經(jīng)過一段時間后，滑塊的速度變?yōu)椋?v(方向與原來相反)，在這段時間內(nèi)，水平力所做的功為(

A

)3.以初速度v1豎直上拋一個質(zhì)量為m的物體，落回到拋出點(diǎn)的速度大小為v2，如果上升和下降過程中受到的空氣阻力大小恒定，求物體能上升的最大高度．202．一質(zhì)量為m的滑塊，以速度v在光滑水平面上向左滑行，從214.如圖所示，AB與CD為兩個對稱斜面，其上部足夠長，下部分別與一個光滑的圓弧面的兩端相切，圓弧圓心角為120°，半徑R為2.0m，一個物體在離弧底E高度為h＝3.0m處，以初速度4.0m/s沿斜面運(yùn)動．若物體與兩斜面的動摩擦因數(shù)為0.02，則物體在兩斜面上(不包括圓弧部分)一共能走多長路程？(g取10m/s2)答案：280m214.如圖所示，AB與CD為兩個對稱斜面，其上部足22【真題再現(xiàn)】1.（2012·山東理綜）如圖所示，一工件置于水平地面上，其AB段為一半徑R=1.0m的光滑圓弧軌道，BC段為一長度L=0.5m的粗糙水平軌道，二者相切與B點(diǎn)，整個軌道位于同一豎直平面內(nèi)，P點(diǎn)為圓弧軌道上的一個確定點(diǎn)。一可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊，其質(zhì)量m=0.2kg，與BC間的動摩擦因數(shù)μ1=0.4。工件質(zhì)量M=0.8kg，與地面間的動摩擦因數(shù)μ2=0.1。（取g=10m/s2）22【真題再現(xiàn)】1.（2012·山東理綜）如圖所示，一工件置23（1）若工件固定，將物塊由P點(diǎn)無初速度釋放，滑至C點(diǎn)時恰好靜止，求P、C兩點(diǎn)間的高度差h。（2）若將一水平恒力F作用于工件，使物塊在P點(diǎn)與工件保持相對靜止，一起向左做勻加速直線運(yùn)動。①求F的大小 ②當(dāng)速度時，使工件立刻停止運(yùn)動（即不考慮減速的時間和位移），物塊飛離圓弧軌道落至BC段，求物塊的落點(diǎn)與B點(diǎn)間的距離?！敬鸢浮?1)h=0.2m。(2)①F=8.5N。②23（1）若工件固定，將物塊由P點(diǎn)無初速度釋放，滑至C點(diǎn)時恰2424252.(2011年高考江蘇卷)如圖所示，演員正在進(jìn)行雜技表演．由圖可估算出他將一只雞蛋拋出的過程中對雞蛋所做的功最接近于(

)A．0.3J

B．3JC．30J