高中物理 7.7動能和動能定理課件2 新人教版必修2.ppt

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第七章機械能守恒定律 第7節(jié) 動能和動能定理 我們已經(jīng)知道 物體由于運動而具有的能叫做動能 大家猜想一下動能與什么因素有關(guān) 類比重力勢能和彈性勢能的學(xué)習(xí) 在整個過程中力F合所做的功W F合l 1 根據(jù)牛頓第二定律 F合 ma 2 根據(jù)運動學(xué)公式 v22 v12 2al 即 l v22 v12 2a 3 把 2 3 兩式代入 1 式 W ma v22 v12 2a 也就是 W m v22 v12 2 W mv22 2 mv12 2 問題1 設(shè)物體的質(zhì)量為m 在與運動方向相同的未知恒定外力F的作用下在光滑水平面上發(fā)生一段位移L 速度由v1增加到v2 試用牛頓運動定律和運動學(xué)公式 推導(dǎo)出力F對物體做功與物體動能的關(guān)系式 合外力對物體做功 使物體動能增加 動能的表達(dá)式 物體的質(zhì)量 物體的速度 物體的動能 1 動能 物體由于運動而具有的能量叫動能 3 動能是標(biāo)量 單位是焦耳 J 2 公式 4 物理意義 動能是描述物體運動狀態(tài)的物理量 且恒為正值 與物體的質(zhì)量和速度大小有關(guān) 具有瞬時性 動能定理 W合 Ek2 Ek1 合力做的功 末態(tài)的動能 初態(tài)的動能 動能定理 合力對物體所做的功等于物體動能的變化 1 合力為動力 即W合 Ek2 Ek1 動能增大 2 合力為阻力 即W合 Ek2 Ek1 動能減小 3 合力為零或F合 v方向 即W合 Ek不變 特點 提示了外力功與動能改變的因果關(guān)系 比較F合 ma 動能定理是功和能關(guān)系的應(yīng)用之一 即W總與Ek的關(guān)系 W合 Ek2 Ek1 適用于低速 宏觀 慣性參考系 15題 15 下列說法中正確的有 A 運動物體所受的合外力不為零 合外力必做功 物體的動能肯定要變化B 運動物體的合外力為零 則物體的動能肯定不變C 運動物體的動能保持不變 則該物體所受合外力一定為零D 運動物體所受合外力不為零 則該物體一定做變速運動 其動能肯定要變化 B 動能定理 牛頓運動定律 課本例題1 一架噴氣式飛機 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 速度達(dá)到起飛速度v 60m s 在此過程中飛機受到的平均阻力是飛機重量的0 02倍 求飛機受到的牽引力 F合 F F阻 F kmg ma 分別用牛頓運動定律和動能定理求解 由動能定理得 課本例 18題 18 如圖所示 一質(zhì)量為2kg的鉛球從離地面2m高處自由下落 陷入沙坑2cm深處 求沙子對鉛球的平均阻力 法一 牛頓第二定律 2020N 法二 動能定理 階段 法三 動能定理 全程 動能定理特點 特點 提示了外力功與動能改變的因果關(guān)系 與F合 ma比較 又是解決力學(xué)問題的新途徑 動能定理是一個狀態(tài)性的定理 不必考慮物體的具體運動過程 可直接得出物體的初 末狀態(tài)的動能與合力做功的關(guān)系 動能定理是功和能關(guān)系的應(yīng)用之一 即W總與Ek的關(guān)系 W合 Ek2 Ek1 適用于低速 宏觀 慣性參考系 通過動能定理可求解恒力功 也可求解變化功 而用牛頓定律涉及運動過程的加速度和時間 所以 動能定理具有狀態(tài)性 16題 A mgLcos B mgL 1 cos C FLsin D FLcos 解 注意F是變力 F做的功不能用公式W FScos 計算 只能用動能定理計算 畫出小球的受力圖如圖示 由動能定理WG WF 0 WF WG mgL 1 cos B 有解答 16 一質(zhì)量為m的小球 用長為L的輕繩懸掛在O點 小球在水平拉力F的作用下 從平衡位置P點很緩慢地移動到Q點 如圖示 則力做的功為 步驟 解題步驟 1 明確研究對象 2 對研究對象進(jìn)行受力分析和運動過程分析 5 求解方程 分析結(jié)果 4 確定始 末態(tài)的動能 根據(jù)動能定理列出方程W合 Ek2 Ek1 3 若涉及到是力 位移 速度關(guān)系問題 則確定各力所做的功 求出這些力的功的代數(shù)和 17題 17 如圖所示 1 4圓弧軌道半徑R 1m 一質(zhì)量m 2Kg的小滑塊自與圓心等高處的A點以vo 4m s的初速開始下滑 通過最低點B時速度v 3m s 求 彈力 重力 摩擦力做功的大小各是多少 0J 20J 27J 19題 19 如圖中 AB AC H 開始時繩AC處于豎直方向 小車從靜止出發(fā)在水平路面上運動到B點時速度為v 在此過程中繩子對掛在井底 質(zhì)量為m的物體做多少功 B 21 將物體以60J的初動能豎直向上拋出 當(dāng)它上升至某點P時 動能減為10J 克服空氣阻力做功10J 若空氣阻力大小不變 則物體落回拋出點的動能為多少 36J 20 21題 20 如圖所示 質(zhì)量為m的物體被用細(xì)繩經(jīng)過光滑小孔而牽引在光滑的水平面上做勻速圓周運動 拉力為某個值F時轉(zhuǎn)動半徑為R 當(dāng)外力逐漸增大到6F時 物體仍做勻速圓周運動 半徑為R 2 則外力對物體所做的功為 A 0B FRC 3FRD 5FR 2 22 總質(zhì)量為M的列車 沿水平直線軌道勻速前進(jìn) 其末節(jié)車廂質(zhì)量為m 中途脫節(jié) 司機發(fā)覺時 機車已行駛L的距離 于是立即關(guān)閉發(fā)動機滑行 設(shè)運動的阻力與質(zhì)量成正比 機車的牽引力恒定 當(dāng)列車的兩部分都停止時 它們的距離是多少 對末節(jié)車廂應(yīng)用動能定理 有 才停止 則兩者距離 s s1 s2 對前面部分的列車應(yīng)用動能定理 有