第七節(jié)動(dòng)能和動(dòng)能定理ppt

第七節(jié)動(dòng)能和動(dòng)能定理ppt第一頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一一、動(dòng)能的概念物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能叫做動(dòng)能第二頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一思考物體的動(dòng)能跟哪些因素有關(guān)？mmvv’mm’vv速度相同時(shí)，質(zhì)量越大，物體的動(dòng)能越大質(zhì)量相同時(shí)，速度越大，物體的動(dòng)能越大第三頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一思考列車的動(dòng)能如何變化？變化的原因是什么？磁懸浮列車在牽引力的作用下（不計(jì)阻力），速度逐漸增大第四頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一二、動(dòng)能的表達(dá)式在光滑的水平面上有一個(gè)質(zhì)量為m的物體，在與運(yùn)動(dòng)方向相同的水平恒力的作用下發(fā)生一段位移，速度由v1增加到v2，求這個(gè)過程中該力所做的功。第五頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一二、動(dòng)能的表達(dá)式第六頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一二、動(dòng)能的表達(dá)式

物體的動(dòng)能等于物體的質(zhì)量與物體速度的二次方的乘積的一半。?單位：J?標(biāo)量第七頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一類型一：質(zhì)量為m的物體在與運(yùn)動(dòng)方向相同的恒力F的作用下發(fā)生一段位移l，速度從v1增加到v2思考：外力做功類型三：質(zhì)量為m的物體在與運(yùn)動(dòng)方向相同的恒力F的作用下，沿粗糙水平面運(yùn)動(dòng)了一段位移l，受到的摩擦力為Ff，速度從v1變?yōu)関2類型二：質(zhì)量為m的物體在水平粗糙面上受到摩擦力Ff的作用下發(fā)生一段位移l，速度從v1減小到v2嘗試找出功與動(dòng)能之間的關(guān)系第八頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一動(dòng)能的表達(dá)式12Ek＝

mv2物體的質(zhì)量物體的速度物體的動(dòng)能1、物體的動(dòng)能等于它的質(zhì)量跟它的速度平方的乘積的一半2、動(dòng)能是標(biāo)量，單位是焦耳（J）第九頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一動(dòng)能定理W合＝Ek2－Ek1合力做的功末態(tài)的動(dòng)能初態(tài)的動(dòng)能W合=

-mv1212mv2212動(dòng)能定理：合力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化。1、合力做正功，即W合＞０，Ek2＞Ek1，動(dòng)能增大2、合力做負(fù)功，即W合＜０，Ek2＜Ek1，動(dòng)能減小第十頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一說明W合＝Ek2－Ek1過程量狀態(tài)量狀態(tài)量既適用于直線運(yùn)動(dòng)，也適用于曲線運(yùn)動(dòng)；既適用于恒力做功，也適用于變力做功；既適用于單個(gè)物體，也適用于多個(gè)物體；既適用于一個(gè)過程，也適用于整個(gè)過程。動(dòng)能定理的適用范圍：做功的過程伴隨著能量的變化。第十一頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一動(dòng)能定理:牛頓運(yùn)動(dòng)定律:課本例題1一架噴氣式飛機(jī)，質(zhì)量m=5.0×103kg，起飛過程中從靜止開始滑跑。當(dāng)位移達(dá)到l=5.3×102m時(shí)，速度達(dá)到起飛速度v=60m/s。在此過程中飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)重量的0.02倍。求飛機(jī)受到的牽引力。F合=F-F阻=F-

kmg=ma②分別用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和動(dòng)能定理求解a＝2lv2由v2－v02

=2al得①由動(dòng)能定理得由①②得F=

+

kmg2lmv2∴F=

+

kmg2lmv2W合=（F-F阻）l=（F-kmg）l=mv212第十二頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一課本例題2一質(zhì)量為m、速度為v0的汽車在關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后于水平地面滑行了距離l后停了下來。試求汽車受到的阻力。動(dòng)能定理：W合=

-F阻l=

0-mv0212牛頓運(yùn)動(dòng)定律：由v2－v02

=2al得①a＝-2lv02由①②得F阻=

2lmv02F合=

0-F阻=

ma②由動(dòng)能定理得∴F阻=2lmv02分別用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和動(dòng)能定理求解第十三頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一例3.物體沿高H的光滑斜面從頂端由靜止下滑，求它滑到底端時(shí)的速度大小.H解：由動(dòng)能定理得mgH=mV2∴V=若物體沿高H的光滑曲面從頂端由靜止下滑，結(jié)果如何？仍由動(dòng)能定理得mgH=mV2∴V=注意：速度不一定相同若由H高處自由下落，結(jié)果如何呢？仍為V=第十四頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一例4.物體在恒定水平推力F的作用下沿粗糙水平面由靜止開始運(yùn)動(dòng)，發(fā)生位移s1后即撤去力F，物體由運(yùn)動(dòng)一段距離后停止運(yùn)動(dòng).整個(gè)過程的V–t圖線如圖所示.求推力F與阻力f的比值.Fs1s01234vt解法1.由動(dòng)能定理得WF+Wf=0即：Fs1+（–fs）=0由V–t圖線知s

：s1=4：1所以F：f=s：s1結(jié)果：F：f=4：1第十五頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一解法2.分段用動(dòng)能定理Fs1s01234vt撤去F前，由動(dòng)能定理得（F–f）s1=mV2VmV2撤去F后，由動(dòng)能定理得–f(s–s1)=0–兩式相加得Fs1+（–fs）=0由解法1知F：f=4：1解法3.牛頓定律結(jié)合勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律第十六頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一例5.從離地面H高處落下一只質(zhì)量為m的小球，小球在運(yùn)動(dòng)過程中所受到的空氣阻力大小恒為f，而小球與地面相碰后，能以相同大小的速率反彈，則小球從釋放開始，直至停止彈跳為止，所通過的總路程為_____第十七頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一例6.如圖，質(zhì)量為m=2kg的環(huán)套在光滑豎直的桿AB上，能無摩擦的上下滑動(dòng)，現(xiàn)通過定滑輪用細(xì)繩以F=60N的恒力拉環(huán)，不計(jì)細(xì)繩與滑輪間的摩擦，若環(huán)在A點(diǎn)時(shí)速度為vA=3m/s，則環(huán)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度vB多大？W合=EkB–EkA以環(huán)為研究對(duì)象，環(huán)受重力、支持力、繩的拉力作用，其中桿的支持力對(duì)環(huán)不做功.由動(dòng)能定理得：即：WF+WG=EkB–EkA∵滑輪右側(cè)繩頭位移s=2m，∴F對(duì)繩做的功W=Fs=120J由于繩的能量傳輸作用，∴繩對(duì)環(huán)做功WF=120J∴WF+（–mgh）=mvB2–mvA2代入數(shù)據(jù)得VB=7m/s第十八頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一動(dòng)能定理練習(xí)第十九頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一1.一質(zhì)量為1kg的物體被人用手由靜止向上提升1m時(shí),物體的速度為2m/s,取g=10m/s,下列說法正確的是:[]A.提升過程中手對(duì)物體做功12J;B.提升過程中合外力對(duì)物體做功12J;C.提升過程中手對(duì)物體做功2J;D.提升過程中物體克服重力做功10J.簡析：由動(dòng)能定理得W合=mv2

∴W合=2J其中W合=W手+（-mgh）∴W手=12J物體克服重力做功W克=mgh=10JAD或：Vt2=2as∴a=2m/s2

由牛頓第二定律得F–mg=ma∴F=m（g+a）=12NW手=Fh=12J第二十頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一2.速度為V的子彈恰可穿透一塊固定的木板，如果子彈的速度為2V，子彈射穿木板時(shí)受的阻力視為不變，則可穿透同樣的木板：[]A.2塊B.3塊C.4塊D.1塊由動(dòng)能定理得：–fs=0–mV2–fns=0–m（2V）2n=4C第二十一頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一3.質(zhì)量為m的金屬塊，當(dāng)初速度為V0時(shí)，在水平面上滑行的距離為s，如果將金屬塊的質(zhì)量增加為2m，初速度增加到2V，在同一水平面上該金屬塊滑行的距離為[]A.sB.2sC.4sD.s/2簡析：由動(dòng)能定理得：原金屬塊

–μmgs=0–mV02∴s=∴當(dāng)初速度加倍后，滑行的距離為4sC第二十二頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一4.一質(zhì)量為2kg的滑塊，以4m/s的速度在光滑水平面上向左滑行，從某時(shí)刻起，在滑塊上作用一向右的水平力，經(jīng)過一段時(shí)間，滑塊的速度變?yōu)橄蛴?，大小?m/s，在這段時(shí)間里，水平力做的功為多大？簡析：因始末動(dòng)能相等，由動(dòng)能定理知水平力做的功為0V0=4m/sV1=0V1=0Vt=-4m/sFFaas1s2物體的運(yùn)動(dòng)有往復(fù)，由Vt2–V02=2as知兩個(gè)過程位移等大反向，物體回到了初始位置，位移為0，故此水平力做的功為0第二十三頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一5.物體在水平恒力的作用下沿粗糙水平面運(yùn)動(dòng)，在物體的速度有0增為V的過程中，恒力做功為W1；在物體的速度有V增為2V的過程中，恒力做功為W2，求W1與W2的比值.W1=mV2W2=m(2V)2–mV2

W1:W2=1:3第二十四頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一6.物體從高H處由靜止自由落下，不計(jì)空氣阻力，落至地面沙坑下h處停下，求物體在沙坑中受到的平均阻力是其重力的多少倍？HhmgmgF由動(dòng)能定理得：WG+WF=0mg（H+h）–Fh=0F=mg第二十五頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一s1s2L7.質(zhì)量為m的物體從高h(yuǎn)的斜面上由靜止開始滑下，經(jīng)過一段水平距離后停止.若斜面及水平面與物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，整個(gè)過程中物體的水平位移為s，求證：μ=h/sBAhs物體從A到B過程，由動(dòng)能定理得：WG+Wf=0mgh

–μmgcosθ?L–μmgs2=0mgh

–μmgs1

–μmgs2=0mgh

–μmgs=0∴μ=h/s第二十六頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一8.用豎直向上30N的恒力F將地面上質(zhì)量為m=2kg的物體由靜止提升H=2m后即撤去力F，物體落地后陷入地面之下h=0.1m停下來.取g=10m/s2,不計(jì)空氣阻力，求地面對(duì)物體的平均阻力大小.分析：對(duì)全程用動(dòng)能定理得：FH+mgh–fh=0f=620N第二十七頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一9.如圖,光滑水平薄板中心有一個(gè)小孔,在孔內(nèi)穿過一條質(zhì)量不計(jì)的細(xì)繩,繩的一端系一小球,小球以O(shè)為圓心在板上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),半徑為R,此時(shí)繩的拉力為F,若逐漸增大拉力至8F,小球仍以O(shè)為圓心做半徑為0.5R的勻速圓周運(yùn)動(dòng),則此過程中繩的拉力做的功為__________.F∵F=mV12/R8F=mV22/0.5R∴EK1=?mV12=?FREK2=?mV22=2FR∴W=EK2－EK1=1.5FR第二十八頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期一10.質(zhì)量為m的小球用長為L的輕繩懸掛于O點(diǎn)，小球在水平拉力F的作用下，從平衡位置P很緩慢地移到Q點(diǎn)，則力F所做的功為：[]FPQA.mgLcosB.mgL（1–cos）C.FLsinD.FLcos簡析：球在F方向的位移s=Lsins力F的功WF=Fs=FLsin?TT′mg很緩慢的含義：可認(rèn)為時(shí)刻靜止所受合力時(shí)刻為0任意過程ΔEk=0由平衡條件得：F=mgtan，故F為變力，WF=FLsin錯(cuò)誤正確解答：本題中的變力功可由動(dòng)