高中物理 7.7動(dòng)能和動(dòng)能定理課件2 新人教版必修2.ppt

第七章機(jī)械能守恒定律 第7節(jié) 動(dòng)能和動(dòng)能定理 我們已經(jīng)知道 物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能叫做動(dòng)能 大家猜想一下動(dòng)能與什么因素有關(guān) 類比重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的學(xué)習(xí) 在整個(gè)過程中力F合所做的功W F合l 1 根據(jù)牛頓第二定律 F合 ma 2 根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 v22 v12 2al 即 l v22 v12 2a 3 把 2 3 兩式代入 1 式 W ma v22 v12 2a 也就是 W m v22 v12 2 W mv22 2 mv12 2 問題1 設(shè)物體的質(zhì)量為m 在與運(yùn)動(dòng)方向相同的未知恒定外力F的作用下在光滑水平面上發(fā)生一段位移L 速度由v1增加到v2 試用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 推導(dǎo)出力F對(duì)物體做功與物體動(dòng)能的關(guān)系式 合外力對(duì)物體做功 使物體動(dòng)能增加 動(dòng)能的表達(dá)式 物體的質(zhì)量 物體的速度 物體的動(dòng)能 1 動(dòng)能 物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫動(dòng)能 3 動(dòng)能是標(biāo)量 單位是焦耳 J 2 公式 4 物理意義 動(dòng)能是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量 且恒為正值 與物體的質(zhì)量和速度大小有關(guān) 具有瞬時(shí)性 動(dòng)能定理 W合 Ek2 Ek1 合力做的功 末態(tài)的動(dòng)能 初態(tài)的動(dòng)能 動(dòng)能定理 合力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化 1 合力為動(dòng)力 即W合 Ek2 Ek1 動(dòng)能增大 2 合力為阻力 即W合 Ek2 Ek1 動(dòng)能減小 3 合力為零或F合 v方向 即W合 Ek不變 特點(diǎn) 提示了外力功與動(dòng)能改變的因果關(guān)系 比較F合 ma 動(dòng)能定理是功和能關(guān)系的應(yīng)用之一 即W總與Ek的關(guān)系 W合 Ek2 Ek1 適用于低速 宏觀 慣性參考系 15題 15 下列說法中正確的有 A 運(yùn)動(dòng)物體所受的合外力不為零 合外力必做功 物體的動(dòng)能肯定要變化B 運(yùn)動(dòng)物體的合外力為零 則物體的動(dòng)能肯定不變C 運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)能保持不變 則該物體所受合外力一定為零D 運(yùn)動(dòng)物體所受合外力不為零 則該物體一定做變速運(yùn)動(dòng) 其動(dòng)能肯定要變化 B 動(dòng)能定理 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 課本例題1 一架噴氣式飛機(jī) 質(zhì)量m 5 0 103kg 起飛過程中從靜止開始滑跑 當(dāng)位移達(dá)到l 5 3 102m時(shí) 速度達(dá)到起飛速度v 60m s 在此過程中飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)重量的0 02倍 求飛機(jī)受到的牽引力 F合 F F阻 F kmg ma 分別用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和動(dòng)能定理求解 由動(dòng)能定理得 課本例 18題 18 如圖所示 一質(zhì)量為2kg的鉛球從離地面2m高處自由下落 陷入沙坑2cm深處 求沙子對(duì)鉛球的平均阻力 法一 牛頓第二定律 2020N 法二 動(dòng)能定理 階段 法三 動(dòng)能定理 全程 動(dòng)能定理特點(diǎn) 特點(diǎn) 提示了外力功與動(dòng)能改變的因果關(guān)系 與F合 ma比較 又是解決力學(xué)問題的新途徑 動(dòng)能定理是一個(gè)狀態(tài)性的定理 不必考慮物體的具體運(yùn)動(dòng)過程 可直接得出物體的初 末狀態(tài)的動(dòng)能與合力做功的關(guān)系 動(dòng)能定理是功和能關(guān)系的應(yīng)用之一 即W總與Ek的關(guān)系 W合 Ek2 Ek1 適用于低速 宏觀 慣性參考系 通過動(dòng)能定理可求解恒力功 也可求解變化功 而用牛頓定律涉及運(yùn)動(dòng)過程的加速度和時(shí)間 所以 動(dòng)能定理具有狀態(tài)性 16題 A mgLcos B mgL 1 cos C FLsin D FLcos 解 注意F是變力 F做的功不能用公式W FScos 計(jì)算 只能用動(dòng)能定理計(jì)算 畫出小球的受力圖如圖示 由動(dòng)能定理WG WF 0 WF WG mgL 1 cos B 有解答 16 一質(zhì)量為m的小球 用長為L的輕繩懸掛在O點(diǎn) 小球在水平拉力F的作用下 從平衡位置P點(diǎn)很緩慢地移動(dòng)到Q點(diǎn) 如圖示 則力做的功為 步驟 解題步驟 1 明確研究對(duì)象 2 對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)過程分析 5 求解方程 分析結(jié)果 4 確定始 末態(tài)的動(dòng)能 根據(jù)動(dòng)能定理列出方程W合 Ek2 Ek1 3 若涉及到是力 位移 速度關(guān)系問題 則確定各力所做的功 求出這些力的功的代數(shù)和 17題 17 如圖所示 1 4圓弧軌道半徑R 1m 一質(zhì)量m 2Kg的小滑塊自與圓心等高處的A點(diǎn)以vo 4m s的初速開始下滑 通過最低點(diǎn)B時(shí)速度v 3m s 求 彈力 重力 摩擦力做功的大小各是多少 0J 20J 27J 19題 19 如圖中 AB AC H 開始時(shí)繩AC處于豎直方向 小車從靜止出發(fā)在水平路面上運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度為v 在此過程中繩子對(duì)掛在井底 質(zhì)量為m的物體做多少功 B 21 將物體以60J的初動(dòng)能豎直向上拋出 當(dāng)它上升至某點(diǎn)P時(shí) 動(dòng)能減為10J 克服空氣阻力做功10J 若空氣阻力大小不變 則物體落回拋出點(diǎn)的動(dòng)能為多少 36J 20 21題 20 如圖所示 質(zhì)量為m的物體被用細(xì)繩經(jīng)過光滑小孔而牽引在光滑的水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 拉力為某個(gè)值F時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為R 當(dāng)外力逐漸增大到6F時(shí) 物體仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 半徑為R 2 則外力對(duì)物體所做的功為 A 0B FRC 3FRD 5FR 2 22 總質(zhì)量為M的列車 沿水平直線軌道勻速前進(jìn) 其末節(jié)車廂質(zhì)量為m 中途脫節(jié) 司機(jī)發(fā)覺時(shí) 機(jī)車已行駛L的距離 于是立即關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)滑行 設(shè)運(yùn)動(dòng)的阻力與質(zhì)量成正比 機(jī)車的牽引力恒定 當(dāng)列車的兩部分都停止時(shí) 它們的距離是多少 對(duì)末節(jié)車廂應(yīng)用動(dòng)能定理 有 才停止 則兩者距離 s s1 s2 對(duì)前面部分的列車應(yīng)用動(dòng)能定理 有