《高物理动能定理》PPT课件.ppt

动能和动能定理 动能定理 表述一 合外力做功等于物体动能的增量 表述二 一切外力做功的代数和等于物体动能的增量 三 动能定理 例5 质量为m的小球从距沙坑表面h高处自由落下 进入沙坑 小球在沙坑中运动的最大深度为d 求小球在沙坑中运动受到的平均阻力大小 对全过程 mg mg f 三 动能定理 1 确定研究对象 画出过程示意图 4 应用动能定理解题的一般步骤 2 分析物体的受力 明确各力做功的情况 并确定外力所做的总功 3 分析物体的运动 明确物体的初 末状态 确定初 末状态的动能及动能的变化 4 根据动能定理列方程求解 1 同一物体分别从高度相同 倾角不同的光滑斜面的顶端滑到底端时 相同的物理量是 A 动能B 速度C 速率D 重力所做的功 例与练 2 质量为m 3kg的物体与水平地面之间的动摩擦因数 0 2 在水平恒力F 9N作用下起动 当m位移L1 8m时撤去推力F 问 物体还能滑多远 g 10m s2 例与练 对全过程用动能定理 mg N f 3 民航客机机舱紧急出口的气囊是一条连接出口与地面的斜面 高3 2m 长5 5m 质量是60Kg的人沿斜面滑下时所受阻力是240N 求人滑至底端时的速度 例与练 mg N f 3 民航客机机舱紧急出口的气囊是一条连接出口与地面的斜面 高3 2m 长5 5m 质量是60Kg的人沿斜面滑下时所受阻力是240N 求人滑至底端时的速度 例与练 mg N f 牛顿第二定律是矢量式 反映的是力与加速度的瞬时关系 动能定理是标量式 反映做功过程中总功与始末状态动能变化的关系 动能定理和牛顿第二定律是研究物体运动问题的两种不同的方法 四 动能定理与牛顿第二定律 动能定理不涉及物体运动过程中的加速度和时间 对变力做功和多过程问题用动能定理处理问题有时很方便 3 质量为m 2kg的物体 在水平面上以v1 6m s的速度匀速向西运动 若有一个F 8N 方向向北的恒力作用于物体 在t 2s内物体的动能增加了 A 28JB 64JC 32JD 36J 4 两个初速度相同的木块A B质量之比为mA mB 1 2 A B与水平地面间的动摩擦因数之比为 A B 2 3 则A B在水平地面滑行距离LA LB为 A 1 2B 2 3C 2 1D 3 2 例与练 5 质量为2Kg的物体沿半径为1m的1 4圆弧从最高点A由静止滑下 滑至最低点B时速率为4m s 求物体在滑下过程中克服阻力所做的功 例与练 物体在滑下过程中克服阻力所做功4J A到B由动能定理 6 如图所示 质量为m的物体 由高h处无初速滑下 至平面上A点静止 不考虑B点处能量转化 若施加平行于路径的外力使物体由A点沿原路径返回C点 则外力至少做功为 A mghB 2mghC 3mghD 无法计算 例与练 从C到B到A 从A到B到C 7 如图5 8所示 质量为m 0 5kg小球位于H 5m高处 以v0 20m s竖直向上抛出 若小球运动中所受介质阻力恒为f 0 2mg 且小球每次与地面相撞均无机械能损失 求小球经过的路程 g 10m s2 7 如图5 8所示 质量为m 0 5kg小球位于H 5m高处 以v0 20m s竖直向上抛出 若小球运动中所受介质阻力恒为f 0 2mg 且小球每次与地面相撞均无机械能损失 求小球经过的路程 g 10m s2 9 一个物体从斜面上高h处由静止滑下并紧接着在水平面上滑行一段距离后停止 量得停止处对开始运动处的水平距离为s 不考虑物体滑至斜面底端的碰撞作用 并认为斜面与水平面对物体的摩擦因数相同 求摩擦因数 10 一个质量为m的小球拴在钢绳的一端 另一端用大小为F1的拉力作用 在水平面上做半径为R1的匀速圆周运动 如图5 13所示 今将力的大小改为F2 使小球仍在水平面上做匀速圆周运动 但半径变为R2 小球由半径R1变为R2过程中拉力对小球做的功多大 11 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 于是立即关闭油门 除去牵引力 设运动的阻力与质量成正比 机车牵引力是恒定的 求当列车的两部分都停止时 它们间的距离为多少 对车头 M m 脱钩后的全过程 依动能定理列方程 设阻力f k M m g 对末节车厢 依动能定理列方程又 s s1 s2 由于原来列车匀速运动 所以牵引力F kMg 由 联立得 说明如果物体运动有几个过程 关键是分清楚整个过程有几个力做功及其研究对象的初 末状态的动能 另一解法 依题意列方程kMgL k M m g s 说明假设机车脱钩时 立即关闭油门 由于运动阻力与其质量成正比 所以两部分同时分别做加速度相同的匀减速运动 匀减速运动的初速度也相同 故两部分停止相距的距离为零 若以末节车厢为参照物 机车在运动L段时牵引力kMg所做的功为kMgL 使机车动能增加 那么 机车所增加的动能全部消耗在机车相对末节车厢克服阻力做功之中 其阻力相对末节车厢所做的功为k M m g s 故有方程kMgL k M m g s成立 12 如图5 23所示 在一个固定盒子里有一个质量为m的滑块 它与盒子底面动摩擦因数为 开始滑块在盒子中央以足够大的初速度v0向右运动 与盒子两壁碰撞若干次后速度减为零 若盒子长为L 滑块与盒壁碰撞没有能量损失 求整个过程中物体与两壁碰撞的次数 解以滑块为研究对象 滑块在整个运动过程中克服摩擦力做功消耗了滑块的初始动能 依动能定理列方程 设碰撞n次 有 返回 13 一辆车通过一根跨过定滑轮的绳PQ提升井中质量为m为物体 如图5 23所示 绳的P端拴在车后的挂钩上 Q端拴在物体上 设绳的总长不变 绳的质量 定滑轮的质量和尺寸 滑轮上的摩擦都忽略不计 开始时 车在A点 左右两侧绳都已绷紧并且是竖直的 左侧绳绳长为H 提升时 车加速向左运动 沿水平方向从A经过B驶向C 设A到B的距离也为H 车过B点时的速度为vB 求在车由A移到B的过程中 绳Q端的拉力对物体做的功 分析汽车从A到B把物体提升的过程中 物体只受到拉力和重力的作用 根据物体速度的变化和上升高度 由功与动能变化的关系即得 解以物体为研究对象 开始时其动能Ek1 0 随着车的加速拖动 重物上升 同时速度也不断增加 当车子运动到B点时 重物获得一定的上升速度vQ 这个速度也就是收绳的速度 它等于车速沿绳子方向的一个分量 图5 24 即于是重物的动能增为 在这个提升过程中 重物受到绳中拉力T重力mg 物体上升的高度和重力的功分别为由动能定理得WT WG Ek Ek2 Ek1 所以绳子拉力对物体做的功 返回 澳大利亚旅游澳大利亚旅游vktpksb6 同学们再见