《動(dòng)能定理及其應(yīng)用》PPT課件.ppt
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第二節(jié)動(dòng)能定理及其應(yīng)用,一、動(dòng)能1.定義:物體由于①而具有的能叫做動(dòng)能。物體的動(dòng)能跟物體的②和③都有關(guān)系,物體的④越大,⑤越大,它的動(dòng)能就越大。2.公式:Ek=⑥。3.單位:與功的單位⑦,在國(guó)際單位制中都是⑧。4.矢標(biāo)性:動(dòng)能是⑨,只有正值。5.動(dòng)能是狀態(tài)量,動(dòng)能的變化量是⑩量。,運(yùn)動(dòng),速度,質(zhì)量,速度,質(zhì)量,,相同,焦耳,標(biāo)量,過(guò)程,1.關(guān)于物體的動(dòng)能,下列說(shuō)法中正確的是()A.物體速度變化,其動(dòng)能一定變化B.物體所受的合外力不為零,其動(dòng)能一定變化C.物體的動(dòng)能變化,其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定發(fā)生改變D.物體的速度變化越大,其動(dòng)能一定變化也越大【解析】A選項(xiàng)中若速度的方向變化而大小不變,則其動(dòng)能不變化,故A錯(cuò)。B選項(xiàng)中物體受合外力不為零;只要速度大小不變,其動(dòng)能就不變化,如勻速圓周運(yùn)動(dòng)中,物體合外力不為零,但速度大小始終不變,動(dòng)能不變。C選項(xiàng)中,物體動(dòng)能變化,其速度一定發(fā)生變化,故運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變,C選項(xiàng)正確。D選項(xiàng)中,,物體速度變化若僅由方向變化引起時(shí),其動(dòng)能可能不變,如勻速圓周運(yùn)動(dòng)中,速度變化,但動(dòng)能始終不變,故D錯(cuò)?!敬鸢浮緾,二、動(dòng)能定理,動(dòng)能變化,增加,減少,曲線運(yùn)動(dòng),變力做功,不同時(shí)作用,2.人騎自行車下坡,坡長(zhǎng)l=500m,坡高h(yuǎn)=8m,人和車總質(zhì)量為100kg,下坡時(shí)初速度為4m/s,人不踏車的情況下,到達(dá)坡底時(shí)車速為10m/s,g取10m/s2,則下坡過(guò)程中阻力所做的功為()A.-4000JB.-3800JC.-5000JD.-4200J【解析】對(duì)人和車組成的系統(tǒng),下坡過(guò)程中合外力的功等于動(dòng)能的變化量。mgh+Wf=,得Wf=-3800J。【答案】B,對(duì)動(dòng)能定理的理解,1.動(dòng)能定理的計(jì)算式為標(biāo)量式,計(jì)算外力對(duì)物體做的總功時(shí),應(yīng)明確各個(gè)力所做功的正負(fù),然后求所有外力做功的代數(shù)和;求動(dòng)能變化時(shí),應(yīng)明確動(dòng)能沒(méi)有負(fù)值,動(dòng)能的變化為末動(dòng)能減初動(dòng)能。2.位移和速度必須是相對(duì)于同一個(gè)參考系的,一般以地面為參考系。3.動(dòng)能定理應(yīng)用廣泛,直線運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)、恒力做功、變力做功、同時(shí)做功、分段做功各種情況均適用。4.動(dòng)能定理既適用于一個(gè)持續(xù)的過(guò)程,也適用于分段過(guò)程。,5.動(dòng)能定理公式中等號(hào)的意義等號(hào)表明合力做的功與物體動(dòng)能的變化間的三個(gè)關(guān)系。(1)數(shù)量相等,即通過(guò)計(jì)算物體動(dòng)能的變化,求合力的功,進(jìn)而求得某一力的功。(2)單位相同,都是焦耳。(3)因果關(guān)系,合外力做功是物體動(dòng)能變化的原因。,,【解題切點(diǎn)】求解功的方法①定義,②動(dòng)能定理,③能量轉(zhuǎn)化。【答案】D,1.質(zhì)量為m的小球被系在輕繩一端,在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng),如圖所示,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球受到空氣阻力的作用。設(shè)某一時(shí)刻小球通過(guò)軌道的最低點(diǎn),此時(shí)繩子的張力為7mg,在此后小球繼續(xù)做圓周運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)半個(gè)圓周恰好能通過(guò)最高點(diǎn),則在此過(guò)程中小球克服空氣阻力所做的功是(),【答案】C,1.應(yīng)用動(dòng)能定理的基本步驟①選取研究對(duì)象,明確它的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。②分析研究對(duì)象的受力情況和各力的做功情況,然后求各個(gè)外力做功的代數(shù)和。③明確物體在過(guò)程的始末狀態(tài)的動(dòng)能Ek1和Ek2。④列出動(dòng)能定理的方程W合=Ek2-Ek1及其他必要的解題方程,進(jìn)行求解。,動(dòng)能定理的應(yīng)用,,2.應(yīng)用動(dòng)能定理應(yīng)該注意的問(wèn)題①明確研究對(duì)象和研究過(guò)程,找出始、末狀態(tài)的速度情況。②要對(duì)物體進(jìn)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(fù)情況。③有些力在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不是始終存在的,若物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中包含幾個(gè)物理過(guò)程,物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、受力情況等均發(fā)生變化,則在考慮外力做功時(shí),必須根據(jù)不同情況,分別對(duì)待。④若物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中包含幾個(gè)不同的物理過(guò)程,解題時(shí),可以分段考慮,也可視為一個(gè)整體過(guò)程,根據(jù)動(dòng)能定理求解。,如圖所示,質(zhì)量為M=0.2kg的木塊放在水平臺(tái)面上,臺(tái)面比水平地面高出h=0.20m,木塊離臺(tái)的右端L=1.7m。質(zhì)量為m=0.10M的子彈以v0=180m/s的速度水平射向木塊,當(dāng)子彈以v=90m/s的速度水平射出時(shí),木塊的速度為v1=9m/s(此過(guò)程作用時(shí)間極短,可認(rèn)為木塊的位移為零)。若木塊落到水平地面時(shí)的落地點(diǎn)到臺(tái)面右端的水平距離為l=1.6m,求:(1)木塊對(duì)子彈所做的功W1和子彈對(duì)木塊所做的功W2;(2)木塊與臺(tái)面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ。,【解題切點(diǎn)】對(duì)不同的物體在不同的階段分別應(yīng)用動(dòng)能定理,所以要恰當(dāng)選取研究對(duì)象及其運(yùn)動(dòng)過(guò)程。,【答案】(1)-243J8.1J(2)0.50,【發(fā)散思維】(1)木塊對(duì)子彈所做的功W1和子彈對(duì)木塊所做的功W2的代數(shù)和并不為零,原因是:功是力對(duì)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(duì)系統(tǒng)用動(dòng)能定理。在子彈穿過(guò)木塊階段,子彈和木塊間的一對(duì)摩擦力做的總功為負(fù)功。如果對(duì)系統(tǒng)在全過(guò)程用動(dòng)能定理,就會(huì)把這個(gè)負(fù)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(dòng)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(yuǎn)?【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(jì)算可知重力沿斜面向下的分力大于滑動(dòng)摩擦力)到水平面后,在摩擦力F2作用下做減速運(yùn)動(dòng),直至停止。,對(duì)物體在斜面上和平面上時(shí)分別進(jìn)行受力分析,如圖所示,知下滑階段有FN1=mgcos37,故F1=μFN1=μmgcos37。由動(dòng)能定理有,【答案】1.6m,1.關(guān)于動(dòng)能的理解,下列說(shuō)法正確的是()A.動(dòng)能是機(jī)械能的一種表現(xiàn)形式,凡是運(yùn)動(dòng)的物體都具有動(dòng)能B.動(dòng)能總為正值C.一定質(zhì)量的物體動(dòng)能變化時(shí),速度一定變化,但速度變化時(shí),動(dòng)能不一定變化D.動(dòng)能不變的物體,一定處于平衡狀態(tài)【解析】根據(jù)動(dòng)能、機(jī)械能定義可知,A正確;動(dòng)能可以為零,B錯(cuò)誤;動(dòng)能是標(biāo)量,速度是矢量,C正確;勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體動(dòng)能不變,而處于非平衡狀態(tài),D錯(cuò)誤。【答案】AC,2.下列關(guān)于運(yùn)動(dòng)物體所受合外力做的功和動(dòng)能變化的關(guān)系正確的是()A.如果物體所受合外力為零,則合外力對(duì)物體做的功一定為零B.如果合外力對(duì)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(yùn)動(dòng),動(dòng)能一定發(fā)生變化D.物體的動(dòng)能不變,所受合外力一定為零【解析】根據(jù)動(dòng)能定理可知,A正確。【答案】A,3.如圖所示,質(zhì)量m=1kg、長(zhǎng)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(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4?,F(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(yùn)動(dòng)到桌子邊緣。根據(jù)動(dòng)能定理,WF-μmg=0解之得:WF=1.6J。【答案】B,4.質(zhì)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(dòng)能隨位移變化的圖線如圖所示,g取10m/s2,則以下說(shuō)法中正確的是()A.物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5B.物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2C.物體滑行的總時(shí)間為4sD.物體滑行的總時(shí)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(diǎn)由靜止開(kāi)始滑下,經(jīng)B點(diǎn)在水平面上滑到C點(diǎn)而停止,現(xiàn)在要使物體由C點(diǎn)沿原路回到A點(diǎn)時(shí)速度為零,那么必須給小球以多大的初速度?(設(shè)小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)處無(wú)能量損失),- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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