物理：7.7《动能和动能定理》课件（新人教版必修2）

欢迎进入物理课堂 我们知道运动的物体含有能量 它能对外做功 如运动的子弹能钻透物体 见下图 那么功与动能之间存在什么定量关系呢 1 你是否知道 在当今世界上 每年死于车祸的人数比死于战争的人数要多得多 平时我们也会看到汽车相撞 如图所示 车毁人亡的现象 这是因为运动的汽车具有很大的 它对被撞的人和物会造成极大的伤害 物体由于 简称能 叫做动能 2 物体的动能等于物体 与物体速度大小的 的一半 3 力在一个过程中对物体所做的功 等于物体在这个过程中 这个结论叫做 表达式 4 动能定理揭示了外力对 与 的定量关系和因果联系 动能定理既适用于 也适用于 既适用于 也适用于 答案 1 能量运动而具有的能量2 质量二次方乘积3 动能的变化动能定理W Ek2 Ek14 物体做功物体动能的变化之间恒力作功变力做功直线运动曲线运动 4 动能是标量 没有负值 5 动能是状态量 与物体的质量和速率有关 6 动能具有相对性 对不同的参考系 物体的速度有不同的瞬时值 也就有不同的动能 7 动能具有瞬时性 与某一时刻或某一位置的速率相对应 特别提醒 物体速度变化 如速度的大小不变 方向变化 则物体的动能不一定变化 而动能变化 则速度一定变化 陕西师大附中高一检测 在水平路面上 有一辆以36km h行驶的客车 在车厢后座有一位乘客甲 把一个质量为4kg的行李以相对客车5m s的速度抛给前方座位的另一位乘客乙 则行李的动能是 A 500JB 200JC 450JD 900J答案 C 特别提醒 1 动能定理实际上描述的是一个质点的功能关系 揭示了外力对物体所做的总功与物体动能变化量之间的关系 即功是能量转化的量度 2 表达式中 的意义是一种因果关系在数值上相等的符号 它并不意味着 功就是动能的增量 也不意味着 功转变成了动能 而是意味着 功引起物体动能的变化 即物体动能的变化是通过外力做功的过程来实现的 若合外力做正功 则W合 0 Ek2 Ek1 0 Ek2 Ek1 动能增加 若合外力做负功 则W合 0 Ek2 Ek1 0 Ek2 Ek1 动能减小 若合外力不做功 则W合 0 Ek2 Ek1 0 Ek2 Ek1 动能不变 英国传统跑车的代表品牌莲花以机器排量小 整车质量轻而著称 某型号汽车排量只有1 8L 重量为675kg 却可以经过5 9s加速到百公里时速的惊人记录 问 该跑车从静止加速到100km h外力需对它做多少功 答案 2 6 105J 1 动能定理的表达式是一个标量方程 一般以地面为参考系 2 所解决的动力学问题不涉及加速度和时间时 用动能定理解题方便 3 一些短暂的变力作用或曲线运动的过程优先考虑应用动能定理解决问题 4 动能定理涉及物理过程 灵活地选取物理过程 可以有效地简化解题 5 应用动能定理解题的步骤 确定研究对象 明确它的运动过程 分析物体在运动过程中的受力情况 明确各力的做功情况 确定研究过程的始 末状态 可分段 也可选择整个过程 根据动能定理列方程求解 一辆汽车以v1 6m s的速度沿水平路面行驶时 急刹车后能滑行s1 3 6m 如果以v2 8m s的速度行驶 在同样路面上急刹车后滑行的距离s2应为 A 6 4mB 5 6mC 7 2mD 10 8m 答案 A点评 本题中的合外力为恒力 故可由牛顿定律求解 但在变力作用的情况下 牛顿定律就不能使用了 但动能定理仍可使用 2011 福建师大附中高一检测 2010年2月在加拿大温哥华举行的第21届冬季奥运会上 冰壶运动再次成为人们关注的热点 中国队也取得了较好的成绩 如图所示 假设质量为m的冰壶在运动员的操控下 先从起滑架A点由静止开始加速启动 经过投掷线B时释放 以后匀减速自由滑行刚好能滑至营垒中心O停下 已知AB相距L1 BO相距L2 冰壶与冰面各处动摩擦因数均为 重力加速度为g 求 1 冰壶运动的最大速度vm 2 在AB段运动员水平推冰壶做的功W 2010学苑新报 如图所示的 S 形玩具轨道 该轨道是用内壁光滑的薄壁细圆管弯成 放置在竖直平面内 轨道弯曲部分是由两个半径相等的半圆对接而成 圆半径比细管内径大得多 轨道底端与水平地面相切 轨道在水平方向不可移动 弹射装置将一个小球 可视为质点 从a点水平弹射向b点并进入轨道 经过轨道后从最高点d水平抛出 抛出后小球不会再碰轨道 已知小球与地面ab段间的动摩擦因数 0 2 不计其他机械能损失 ab段长L 1 25m 圆的半径R 0 1m 小球质量m 0 01kg 轨道质量为M 0 26kg g 10m s2 求 1 若v0 5m s 小球从最高点d抛出后的水平射程 2 若v0 5m s 小球经过轨道的最高点d时 管道对小球作用力的大小和方向 3 小球进入轨道之前 轨道对地面的压力大小等于轨道自身的重力 当v0 至少为多少时 小球经过两半圆的对接处c点时 轨道对地面的压力为零 答案 1 0 98m 2 1 1N方向竖直向下 3 6m s 如图所示 质量为m 1kg的木块静止在高h 1 2m的平台上 木块与平台间的动摩擦因数为 0 2 用水平推力F 20N 使木块产生位移s1 3m时撤去 木块又滑行s2 1m时飞出平台 求木块落地时速度的大小 解析 取木块为研究对象 其运动分三个阶段 先匀加速前进s1 后匀减速s2 再做平抛运动 用牛顿定律来解 计算麻烦 而物体在各阶段运动中受力情况明确 宜用动能定理求解 设木块落地时的速度为v 各力做功情况分别为WF F s1 Wf mg s1 s2 WG mgh 由动能定理 如图所示 某人利用跨过滑轮的轻绳拉质量为10kg的物体 定滑轮的位置比A点高3m 若此人缓慢地将绳从A点拉到B点 且A B两点处绳与水平方向的夹角分别为37 和30 则此人拉绳的力做了多少功 g取10m s2 不计滑轮的摩擦 答案 100J点评 本题中拉力为变力 对变力求功应用功的公式无法解决 而应用动能定理就非常方便 本题关键是对全过程运用动能定理 间接求出拉力的功 2010 增城高一检测 如图所示 质量为m的小车在水平恒力F推动下 从山坡底部A处由静止起运动至高为h的坡顶B 获得速度为v AB的水平距离为s 下列说法正确的是 答案 AB 在某中学举办的头脑奥林匹克竞赛中 有一个叫做 保护鸡蛋 的竞赛项目 要求制作一个装置 让鸡蛋从两层楼的高度落到地面且不被摔坏 如果没有保护 鸡蛋最多只能从0 1m的高度落到地面而不被摔坏 有一位同学设计了如图所示的一个装置来保护鸡蛋 用A B两块较粗糙的夹板夹住鸡蛋 A夹板和B夹板与鸡蛋之间的摩擦力都为鸡蛋重力的5倍 现将该装置从距地面4m的高处落下 装置着地时间短且保持竖直不被弹起 g取10m s2 求 1 如果鸡蛋不被摔坏 直接撞击地面速度最大不能超过多少 2 如果使用该装置 鸡蛋夹放的位置离装置下端的距离x至少为多少 小数点后面保留两位数字 探究创新 某游乐场里有一种滑沙的游乐活动 如图所示 人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始滑下 滑到坡底部B点后沿水平滑道再滑行一段距离停下来 斜坡滑道与水平滑道是平滑连接的 滑板与两滑道间的动摩擦因数均为 0 5 不计空气阻力 重力加速度g取10m s2 若由于受到场地的限制 A点到C点的最大水平距离为l 16m 为确保人身安全 在设计滑道时对斜坡的高度h应有怎样的要求 答案 高度h应不高于8m 解析 设人和滑板的总质量为m A B的水平距离为x1 B C的水平距离为x2 则x1 x2 l 人和滑板在斜坡上向下滑时受到的摩擦力为Ff1 mgcos 人和滑板在水平面上滑行时受到的摩擦力为Ff2 mg人从A点滑到C点 根据动能定理有 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全