高一物理必修2第七章机械能守恒定律第7节动能和动能定理专题多运动组合ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/4/26,0,高一物理必修,2,第七章机械能守恒定律第,7,节动能和动能定理专题多运动组合,包头市百灵庙中学,史殿斌,高一物理必修2第七章机械能守恒定律第7节动能和动能定理,1,1.,多运动组合通常包括匀变速直线运动、平抛运动、圆周运动、或者是一般的曲线运动，在实际问题中经常是两种或者多种运动的组合。,2.,多运动组合实际上是多种物理规律和方法的综合应用。,抓住物理情景中出现的运动状态和运动过程，观察每一个过程的特征和寻找过程之间的联系是求解多运动组合问题的两个关键。,1.多运动组合通常包括匀变速直线运动、平抛运动、圆周运动、或,2,3.,其一是要独立分析物体各个运动过程，运用其相应的物理规律和方法进行有效的求解。其二是注意不同运动过程往往是通过连接点的速度建立联系。两个相邻过程连接点的速度是联系两过程的纽带，例如很多情况下平抛运动的初速度大小或者末速度的方向是解题的重要突破口。,3.其一是要独立分析物体各个运动过程，运用其相应的物理规律和,3,4.,动能定理具有不可否定的优越性,（,1,）动能定理适用于物体的直线运动，也适用于曲线运动；适用于恒力做功，也适用于变力做功，力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以分段作用。只要求出在作用过程中各力做功的多少和正负即可。这些正是动能定理解题的优越性所在。,4.动能定理具有不可否定的优越性,4,（2）动能定理是计算物体的位移或速率的简捷公式，当题目中涉及到位移时可优先考虑动能定理。,（3）运用动能定理解决问题时，选择合适的研究过程能使问题得以简化。当物体的运动过程包含几个运动性质不同的子过程时，应用动能定理时，可以分段考虑，也可以把全过程作为一整体来处理。,（2）动能定理是计算物体的位移或速率的简捷公式，当题目中涉及,5,【典例试做】,1.,如图所示为杂技演员进行摩托车表演的轨道，它由倾斜直线轨道AB、圆弧形轨道BCD、半圆形轨道DE、水平轨道EF组成，已知轨道,AB,的倾角,=37,0,，,A,、,B,间高度差,h=12m,，,轨道BCD的半径R4.8m，轨道DE的半径r2.4m，轨道最低点C距水平地面的高度差h0.2m。,在轨道,AB,上运动时摩托车（含人）受到的阻力为正压力的,0.2,倍，其余阻力不计。,表演者从A点驾驶摩托车由静止开始沿轨道AB运动，接着沿轨道BCDEF运动，然后从F点离开轨道，最后落到地面上的G点。,【典例试做】,6,高一物理必修2第七章机械能守恒定律第7节动能和动能定理专题多运动组合ppt课件,7,已知摩托车功率,P,恒为,210,3,W,，发动机工作时间由表演者控制，表演者与摩托车的总质量m100kg，表演者与摩托车可视质点。取g10m/s,2,。,（1）某次表演中，通过C点时轨道对摩托车的支持力F6000N，求表演者与摩托车经过C点的速度大小v,c,；,（,2,）满足（,1,）的条件下，求摩托车发动机的工作时间,t,；,（,3,）若表演者与摩托车恰好能经过最高点D且安全完成完整表演，求F点与G点的水平距离x。,已知摩托车功率P恒为2103W，发动机工作时间由表演者控制,8,【解析】,（,1,）对摩托车在C点应用牛顿第二定律可得：,解得,：,（,2,）摩托车由,A,运动到,C,，由动能定理可得：,解得,：,t=1.12s,（,3,）摩托车恰好通过,D,点，则：,从D点到F点，由动能定理可得：,解得：,由,F,到,G,平抛运动可得：,t=1s,x=v,F,t=12m,。,【解析】（1）对摩托车在C点应用牛顿第二定律可得：,9,【典例试做】,2.,设一个质量m50kg的跳台花样滑雪运动员（可看成质点），从静止开始沿斜面雪道从A点滑下，沿切线从B点进入半径R15m的光滑竖直冰面圆轨道BPC，通过轨道最高点C水平飞出，经t2s落到斜面雪道上的D点，其速度方向与斜面垂直，斜面与水平面的夹角37，不计空气阻力，取当地的重力加速度g10m/s,2,，（sin370.60，cos370.80）。,【典例试做】,10,如图所示。试求：,（1）运动员运动到C点时的速度大小v,C,；,（2）运动员在圆轨道最低,点受到轨道支持力的大小F,N,。,（3）若A到P竖直高度,H45m，则A到P过程克服,摩擦力做功多少？,如图所示。试求：,11,【,解析,】,（,1,）在,D,点，由平抛运动可得：,tan37,0,=v,c,/v,y,=v,c,/gt,，解得：,v,c,=15m/s,（2）,运动员从,P,到,C,运动,过程，由,动能定理,可得：,-mg2R=mv,c,2,/2-mv,p,2,/2,，在,P,点有：,F,N,-mg=mv,c,2,/R,解得：,F,N,=3250N,（3）对,于从,A,到,P,的运动,过程,中,，由动能定理可得：,mgH-W,f,=mv,p,2,/2,，,代入数据解得：W,f,=1875J,【解析】（1）在D点，由平抛运动可得：tan370=vc/v,12,【典例试做】,3.,某兴趣小组设计了一个轨道，依次由光滑曲面AB、粗糙水平面BE、光滑竖直圆轨道及足够长的倾斜传送带组成，如图所示。滑块从曲面上某位置A下滑，沿水平面从C点左侧进入圆轨道再从C点右侧离开继续向前运动，经过连接点B、E时没有机械能损失，已知圆轨道半径R0.5m，BC20m，CE1.6m，滑块质量m1kg，滑块与水平轨道BE、传送带间动摩擦因数均为0.5，传送带与水平面间的夹角37，以v,0,3m/s的速度做逆时针运动。,【典例试做】,13,（sin370.6，cos370.8，g10m/s,2,）求：,（1）要使滑块恰好经过圆轨道的最高点，静止释放滑块的高度为多大；,（2）滑块从（1）问中释放位置以初动能EKA27.5J滑下，滑块在传动带上向上运动的时间；,（3）满足（2）问的条件下，滑块最终停在什么位置？,（sin370.6，cos370.8，g10m/s,14,【解析】,（1）设滑块下滑高度为h,1,时，恰好经过圆轨道最高点D，则在D点：mgm,v,D,2,/R,滑块从A运动到D的过程中，根据动能定理得：,mg,(,h,1,-,2R,)-,mgx,BC,mv,D,2,/2,解得：h,1,=,2.25m,【解析】,15,（2）设滑块运动到E点速度为 v,1,，由动能定理得：,mgh,1,-,mgx,BE,mv,1,2,/2,E,kA,代入数据得：v,1,=,8m/s,滑块沿传送带向上运动加速度为a,1,，由牛顿第二定律得：,mgsin+mgcosma,1,。,代入数据得：a,1,10m/s,2,。,向上运动时间：t,v,1,/a,1,代入数据得：t0.8s,（2）设滑块运动到E点速度为 v1，由动能定理得：,16,（3）滑块向上运动最远距离：,x=(v,1,+0)t/2=,3.2m,接着滑块沿传送带下滑，加速度仍然是,a,1,=,10m/s,2,。,滑块,和传送带速度相同时运动距离,x,1,：,v,0,2,=2a,1,x,1,解得：,x,1,=0,.45m,x=,3.2m,因为 mgsinmgcos，此后滑块继续向下加速。,（3）滑块向上运动最远距离：x=(v1+0)t/2=3.2m,17,设滑块在圆轨道能上升高度为H，由动能定理得：,mgsin,(,x-x,1,),-,mgcos,(x-x,1,)-,mgH,-,mgx,EC,=,0,-mv,0,2,/2,代入数据得：H,=,0.2mR,因此滑块返回到C点右侧，设其运动距离为x,2,由动能定理得：mgH,-,mgx,2,=,0,代入数据得：x,2,=,0.4m,滑块最终停在C点右侧0.4m处。,设滑块在圆轨道能上升高度为H，由动能定理得：,18,【课堂训练】,1.,如图所示，水平传送带顺时针匀速传动，紧靠传送带右端B的竖直平面内固定有一个光滑半圆轨道CD，半圆轨道下端连接有内壁光滑的细圆管DE，一劲度系数k100N/m的轻弹簧一端固定在地面，自由伸长时另,一端刚好在管口E处。质量m1kg的,小物块轻放在传送带的左端A点，随,后经B、C间的缝隙进入CD，并恰能,沿CD做圆周运动。,【课堂训练】,19,小物块经过D点后进入DE，随后压缩弹簧，速度最大时弹簧的弹性势能E,P,0.5J。已知CD和DE的半径均为R0.9m，取g10m/s,2,，求：,（1）传送带对小物块做的功W；,（2）小物块刚到达D点时轨道CD对小物块的支持力大小,F,N,；,（3）小物块的最大速度v,m,。,W=4.5J,v,m,=8m/s,F,N,=60N,小物块经过D点后进入DE，随后压缩弹簧，速度最大时弹簧的弹性,20,2.,如图所示，光滑倾斜轨道AB、光滑竖直圆轨道CDC和U型收集框EFGH分别通过光滑水平轨道BC和粗糙水平轨道CE平滑连接；已知倾斜轨道AB的最大竖直高度H,0,0.7m，圆轨道半径R0.2m，粗糙水平轨道CE长度L1.5m，收集框的高度h1.2m，宽度d0.6m。现有质量m0.5kg的小滑块（可视为质点）从倾斜轨道AB上的不同高度由静止释放，滑块运动过程中始终没有脱离轨道，最后都能落入收集框内。假设滑块与轨道CE间的动摩擦因数0.2，滑块与收集框的光滑内壁EF和GH碰撞时无机械能损失。,2.如图所示，光滑倾斜轨道AB、光滑竖直圆轨道CDC和U型,21,高一物理必修2第七章机械能守恒定律第7节动能和动能定理专题多运动组合ppt课件,22,空气阻力忽略不计，重力加速度g取10m/s,2,。,（1）求滑块通过圆轨道最高点D时对轨道的最大压力；,（2）若滑块落入收集框后，经过与GH壁一次碰撞后恰好能打到收集框左侧底端的F点，求滑块在倾斜轨道AB上释放的高度；,（3）求滑块落入收集框后与GH壁第一次碰撞时动能的最小值和最大值。,F,N,=10N,h=0.6m,E,k1,=3J,E,k2,=3.25J,空气阻力忽略不计，重力加速度g取10m/s2。FN=10Nh,23,3,.,如,图所示，半圆形光滑轨道竖直固定且与水平地面相切于,A,点，半径,R,0.1m,，其右侧一定水平距离处固定一个斜面体。斜面,C,端离地高度,h,0.15m,，,E,端固定一轻弹簧，原长为,DE,，斜面,CD,段粗糙而,DE,段光滑。现给一质量为,0.1kg,的小物块（可看作质点）,一个水平初速,，从,A,处进入圆,轨,道,，离开最高,点,B,后恰能落到,斜,面,顶端,C,处，且速度方向恰平行于斜,面,。,3.如图所示，半圆形光滑轨道竖直固定且与水平地面相切于A点，,24,物块沿斜面下滑压缩弹簧后又沿斜面向上返回，第一次恰能返回到最高点,C,。,物块与斜面,CD,段的动摩擦因数,/6,，斜面倾角,30,，重力加速度,g,10m/s,2,，不计物块碰撞弹簧的机械能损失。求：,（,1,）物块运动到,B,点时对轨道的压力,（,2,）,CD,间距离,L,（,3,）小物块在粗糙斜面,CD,段上能滑行的总路程,s,F,N,=2N,L,=0.4m,s=1.6m,物块沿斜面下滑压缩弹簧后又沿斜面向上返回，第一次恰能返回到最,25,4.,水,平传送带左端与长度为,L,2m,的倾斜木板,AB,的,B,端紧靠，木板,AB,与水平方向的夹,角为,，传送带右端与光滑半圆轨道,CD,的,C,端紧靠，圆轨道半径为,R,2m,；传送带左右端点间距为,s,4m,，其向右传输的速度为,v,20m/s,。质量为,m,1kg,的小物块与木板,AB,、传送带的动摩擦因数均,为,=/3,，小物块从木板,A,端以某一初速度沿木板上滑，在,B,端上方有一小段光滑弧，确保小物块在经过,B,点时，仅使运动方向变为水平，速率不变，滑上传送带，小物块继续经过传送带，冲上半圆轨道后从最高点,D,水平抛出,。,如图所,示。,4.水平传送带左端与长度为L2m的倾斜木板AB的B端紧靠，,26,高一物理必修2第七章机械能守恒定律第7节动能和动能定理专题多运动组合ppt课件,27,（,1,）若小物块自,D,点平抛后恰好落在传送带左端,B,，