动能和动能定理课件

动能和动能定理,动能和动能定理,2,【,教法探析,】,一、物体的动能,2【教法探析】一、物体的动能,3,注意：能量有多种形式，动能是其中一种，动能与其他形式的能量之间可以相互转化,3注意：能量有多种形式，动能是其中一种，动能与其他形式的能量,4,4,5,【,学法导引,】,一、对动能概念的进一步理解,1,动能是标量，只有大小没有方向，动能没有负值，与物体的速度方向无关,2,动能是状态量，具有瞬时性，物体在某一状态的动能由物体的质量和该状态下物体的速度共同决定,3,物体的动能具有相对性，由于对不同的参考系，同一物体的瞬时速度有不同值，所以在同一状态下物体的动能也有不同值一般地如无特别说明，物体的动能均是相对于地面的,5【学法导引】一、对动能概念的进一步理解,6,【,例,1】,如图所示，质量为,m,的物体在力,F,作用下沿斜面向上运动，设物体初速度为,v,0,、末速度为,v,t,、斜面与物体间的动摩擦因数为,，斜面的倾角为,，物体发生的位移为,s,.,求合外力做功与动能变化的关系,6【例1】如图所示，质量为m的物体在力F作用下沿斜面向上运动,7,7,8,【,点评,】,要注意的是,E,k,表示动能的增量，动能不一定增加,所有外力对物体所做的总功，这些力对物体所做功的代数和等于物体动能的增量求解时先求每个力所做的功，再代数求和；也可以先将物体的外力进行合成，求出合外力后，再求总功,8【点评】要注意的是Ek表示动能的增量，动能不一定增加,9,二、对动能定理的理解及应用,1,物理意义,动能定理揭示了物体动能的变化是通过外力做功的过程,(,即力对空间的积累,),来实现的，并且通过功来量度，即外力对物体做的总功对应着物体动能的变化若合力做正功，物体动能增加，其他形式的能转化为动能若合力做负功，物体动能减少，动能转化为其他形式的能,动能定理的表达式中等号的意义是一种因果关系，表明了数值上是相等的，并不意味着,“,功就是动能增量,”,，也不是,“,功转变成动能,”,，而是,“,功引起物体动能的变化,”,2,应用动能定理时应注意的问题,(1),动能定理是标量式，式中的,v,是相对于同一参考系，一般指相对于地面,9二、对动能定理的理解及应用,10,(2),对单一物体的单一过程，,W,指合外力做的功若对某一过程的不同阶段，物体受力情况发生变化，则,W,应是所有外力所做的总功，即各力做功的代数和,(3),若研究对象是由两个以上的物体组成的系统，则对整个系统来讲，,W,还应包括系统内力做功，这种情况下，,E,k2,E,k1,为整个系统动能的变化,(4),该式不仅适用于恒力做功，也适用于变力做功,(5),该式不仅适用于直线运动，也适用于曲线运动,3,动能定理的应用步骤,(1),明确研究对象及所研究的物理过程,(2),对研究对象进行受力分析，并确定各力所做的功，求出这些力的功的代数和,(3),确定始、末态的动能,(,未知量用符号表示,),，根据动能定理列出方程,W,总,E,k2,E,k1,.,(4),求解方程，分析结果,10(2)对单一物体的单一过程，W指合外力做的功若对某一过,11,例,2.,将质量,m,2 kg,的金属小球从离地面,H,2 m,的高处由静止释放，落入泥潭并陷入泥中,h,5 cm,深处，不计空气阻力，,g,取,10 m/s,2,.,求泥潭对金属小球的平均阻力大小,【,思路点拨,】,解答本题时应把握以下三点：,(1),明确小球的运动分为两个阶段,(2),分析小球在两个阶段的受力情况,(3),优先选用动能定理解答本题,11例2.将质量m2 kg的金属小球从离地面H2 m的高,12,12,13,13,14,14,15,【,答案,】,820 N,【,方法总结,】,从本例提供的三种解法可以看出，在不涉及加速度和时间的问题中，应用动能定理求解比应用牛顿第二定律与运动学公式求解简单得多；而对物体运动的全过程应用动能定理，则往往要比分段应用动能定理显得更为简捷因此在应用牛顿运动定律和动能定理时优先选用动能定理,15【答案】820 N,16,例,3.,如图所示，斜面足够长，其倾角为,，质量为,m,的滑块，距挡板,P,为,x,0,，以初速度,v,0,沿斜面上滑，滑块与斜面间的动摩擦因数为,，滑块所受摩擦力小于滑块沿斜面方向的重力分力，若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失，求滑块在斜面上经过的总路程为多少？,16 例3.如图所示，斜面足够长，其倾角为，质量为m,17,【,自主解答,】,滑块在滑动过程中，要克服摩擦力做功，其机械能不断减少；又因为滑块所受摩擦力小于滑块沿斜面方向的重力分力，所以最终会停在斜面底端,在整个过程中，受重力、摩擦力和斜面的支持力作用，其中支持力不做功设其经过的总路程为,L,，对全过程，由动能定理得,17【自主解答】滑块在滑动过程中，要克服摩擦力做功，其机械,18,【,方法总结,】,利用整体法解题时，要特别注意各种力做功的特点，正确表示每个力在整个过程中做的功例如：重力做功与实际过程无关，只要知道初、末状态的高度差即可；滑动摩擦力做功的绝对值等于摩擦力的大小与路程的乘积,18【方法总结】利用整体法解题时，要特别注意各种力做功的特,19,【,模拟练习,】,1,关于对动能的理解，下列说法错误的是,(,),A,动能是机械能的一种表现形式，凡是运动的物体都具有动能,B,动能总为正值,C,一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化；但速度变化时，动能不一定变化,D,动能不变的物体，一定处于平衡状态,答案：,D,19【模拟练习】1关于对动能的理解，下列说法错误的是(,20,2,一质量为,m,的滑块，以速度,v,在光滑水平面上向左滑行，从某一时刻起，在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间后，滑块的速度变为,2,v,(,方向与原来相反,),，在这段时间内，水平力所做的功为,(,A,),3.,以初速度,v,1,竖直上抛一个质量为,m,的物体，落回到抛出点的速度大小为,v,2,，如果上升和下降过程中受到的空气阻力大小恒定，求物体能上升的最大高度,202一质量为m的滑块，以速度v在光滑水平面上向左滑行，从,21,4.,如图所示，,AB,与,CD,为两个对称斜面，其上部足够长，下部分别与一个光滑的圆弧面的两端相切，圆弧圆心角为,120,，半径,R,为,2.0 m,，一个物体在离弧底,E,高度为,h,3.0 m,处，以初速度,4.0 m/s,沿斜面运动若物体与两斜面的动摩擦因数为,0.02,，则物体在两斜面上,(,不包括圆弧部分,),一共能走多长路程？,(,g,取,10 m/s,2,),答案：,280 m,21 4.如图所示，AB与CD为两个对称斜面，其上部足,22,【,真题再现,】,1.,（,2012,山东理综）如图所示，一工件置于水平地面上，其,AB,段为一半径,R=1.0m,的光滑圆弧轨道，,BC,段为一长度,L=0.5m,的粗糙水平轨道，二者相切与,B,点，整个轨道位于同一竖直平面内，,P,点为圆弧轨道上的一个确定点。一可视为质点的物块，其质量,m=0.2kg,，与,BC,间的动摩擦因数,1=0.4,。工件质量,M=0.8kg,，与地面间的动摩擦因数,2=0.1,。（取,g=10m/s2,）,22【真题再现】1.（2012山东理综）如图所示，一工件置,23,（,1,）若工件固定，将物块由,P,点无初速度释放，滑至,C,点时恰好静止，求,P,、,C,两点间的高度差,h,。,（,2,）若将一水平恒力,F,作用于工件，使物块在,P,点与工件保持相对静止，一起向左做匀加速直线运动。,求,F,的大小,当速度时，使工件立刻停止运动（即不考虑减速的时间和位移），物块飞离圆弧轨道落至,BC,段，求物块的落点与,B,点间的距离。,【,答案,】(1)h=0.2m,。,(2)F=8.5N,。,23（1）若工件固定，将物块由P点无初速度释放，滑至C点时恰,24,24,25,2,.(2011,年高考江苏卷,),如图所示，演员正在进行杂技表演由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于,(,),A,0.3 J,B,3 J,C,30 J D,300 J,解析：,选,A.,由生活常识及题图知，一只鸡蛋的质量接近,0.05 kg,，上抛高度在,0.6 m,左右，则人对鸡蛋做的功,W,mgh,0.3 J,，故,A,对，,B,、,C,、,D,错,252.(2011年高考江苏卷)如图所示，演员正在进行杂技表,26,26,27,27,28,28,29,29,