高中物理 7.7动能和动能定理课件2 新人教版必修2.ppt

第七章机械能守恒定律 第7节 动能和动能定理 我们已经知道 物体由于运动而具有的能叫做动能 大家猜想一下动能与什么因素有关 类比重力势能和弹性势能的学习 在整个过程中力F合所做的功W F合l 1 根据牛顿第二定律 F合 ma 2 根据运动学公式 v22 v12 2al 即 l v22 v12 2a 3 把 2 3 两式代入 1 式 W ma v22 v12 2a 也就是 W m v22 v12 2 W mv22 2 mv12 2 问题1 设物体的质量为m 在与运动方向相同的未知恒定外力F的作用下在光滑水平面上发生一段位移L 速度由v1增加到v2 试用牛顿运动定律和运动学公式 推导出力F对物体做功与物体动能的关系式 合外力对物体做功 使物体动能增加 动能的表达式 物体的质量 物体的速度 物体的动能 1 动能 物体由于运动而具有的能量叫动能 3 动能是标量 单位是焦耳 J 2 公式 4 物理意义 动能是描述物体运动状态的物理量 且恒为正值 与物体的质量和速度大小有关 具有瞬时性 动能定理 W合 Ek2 Ek1 合力做的功 末态的动能 初态的动能 动能定理 合力对物体所做的功等于物体动能的变化 1 合力为动力 即W合 Ek2 Ek1 动能增大 2 合力为阻力 即W合 Ek2 Ek1 动能减小 3 合力为零或F合 v方向 即W合 Ek不变 特点 提示了外力功与动能改变的因果关系 比较F合 ma 动能定理是功和能关系的应用之一 即W总与Ek的关系 W合 Ek2 Ek1 适用于低速 宏观 惯性参考系 15题 15 下列说法中正确的有 A 运动物体所受的合外力不为零 合外力必做功 物体的动能肯定要变化B 运动物体的合外力为零 则物体的动能肯定不变C 运动物体的动能保持不变 则该物体所受合外力一定为零D 运动物体所受合外力不为零 则该物体一定做变速运动 其动能肯定要变化 B 动能定理 牛顿运动定律 课本例题1 一架喷气式飞机 质量m 5 0 103kg 起飞过程中从静止开始滑跑 当位移达到l 5 3 102m时 速度达到起飞速度v 60m s 在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0 02倍 求飞机受到的牵引力 F合 F F阻 F kmg ma 分别用牛顿运动定律和动能定理求解 由动能定理得 课本例 18题 18 如图所示 一质量为2kg的铅球从离地面2m高处自由下落 陷入沙坑2cm深处 求沙子对铅球的平均阻力 法一 牛顿第二定律 2020N 法二 动能定理 阶段 法三 动能定理 全程 动能定理特点 特点 提示了外力功与动能改变的因果关系 与F合 ma比较 又是解决力学问题的新途径 动能定理是一个状态性的定理 不必考虑物体的具体运动过程 可直接得出物体的初 末状态的动能与合力做功的关系 动能定理是功和能关系的应用之一 即W总与Ek的关系 W合 Ek2 Ek1 适用于低速 宏观 惯性参考系 通过动能定理可求解恒力功 也可求解变化功 而用牛顿定律涉及运动过程的加速度和时间 所以 动能定理具有状态性 16题 A mgLcos B mgL 1 cos C FLsin D FLcos 解 注意F是变力 F做的功不能用公式W FScos 计算 只能用动能定理计算 画出小球的受力图如图示 由动能定理WG WF 0 WF WG mgL 1 cos B 有解答 16 一质量为m的小球 用长为L的轻绳悬挂在O点 小球在水平拉力F的作用下 从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点 如图示 则力做的功为 步骤 解题步骤 1 明确研究对象 2 对研究对象进行受力分析和运动过程分析 5 求解方程 分析结果 4 确定始 末态的动能 根据动能定理列出方程W合 Ek2 Ek1 3 若涉及到是力 位移 速度关系问题 则确定各力所做的功 求出这些力的功的代数和 17题 17 如图所示 1 4圆弧轨道半径R 1m 一质量m 2Kg的小滑块自与圆心等高处的A点以vo 4m s的初速开始下滑 通过最低点B时速度v 3m s 求 弹力 重力 摩擦力做功的大小各是多少 0J 20J 27J 19题 19 如图中 AB AC H 开始时绳AC处于竖直方向 小车从静止出发在水平路面上运动到B点时速度为v 在此过程中绳子对挂在井底 质量为m的物体做多少功 B 21 将物体以60J的初动能竖直向上抛出 当它上升至某点P时 动能减为10J 克服空气阻力做功10J 若空气阻力大小不变 则物体落回抛出点的动能为多少 36J 20 21题 20 如图所示 质量为m的物体被用细绳经过光滑小孔而牵引在光滑的水平面上做匀速圆周运动 拉力为某个值F时转动半径为R 当外力逐渐增大到6F时 物体仍做匀速圆周运动 半径为R 2 则外力对物体所做的功为 A 0B FRC 3FRD 5FR 2 22 总质量为M的列车 沿水平直线轨道匀速前进 其末节车厢质量为m 中途脱节 司机发觉时 机车已行驶L的距离 于是立即关闭发动机滑行 设运动的阻力与质量成正比 机车的牵引力恒定 当列车的两部分都停止时 它们的距离是多少 对末节车厢应用动能定理 有 才停止 则两者距离 s s1 s2 对前面部分的列车应用动能定理 有