2018-2019學年高中物理 第3章 動能的變化與機械功章末總結課件 滬科版必修2.ppt

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章末總結,第3章動能的變化與機械功,內容索引,知識網(wǎng)絡梳理知識構建網(wǎng)絡,重點探究啟迪思維探究重點,知識網(wǎng)絡,動能的變化與機械功,動能定理,動能表達式：Ek,表達式,內容：外力對物體所做的功等于物體動能的_,W_WEk2Ek1W,實驗探究,增量,Ek,動能的變化與機械功,功,公式WFscos,概念：力對物體所做的功，等于的大小、的大小、力與位移夾角的余弦這三者的乘積,當90時，W0當90時，W0當90時，W0,含義：功是能量變化的量度,力,位移,功率,公式,概念：功W跟完成這些功所用時間t的比值,P(平均功率)PFv(平均功率或瞬時功率),機車以恒定功率啟動,加速度減小的加速運動以最大速度做勻速直線運動,機車以恒定加速度啟動,勻加速直線運動加速度減小的加速運動以最大速度做勻速直線運動,動能的變化與機械功,重點探究,1.功的計算方法(1)利用WFscos求功，此時F是恒力.(2)利用動能定理或功能關系求功.(3)利用WPt求功.2.功率的計算方法(1)P：此式是功率的定義式，適用于任何情況下功率的計算，但常用于求解某段時間內的平均功率.(2)PFvcos：此式一般計算瞬時功率，但當速度為平均速度時，功率為平均功率.,一、功和功率的計算,例1質量為m20kg的物體，在大小恒定的水平外力F的作用下，沿水平面做直線運動.02s內F與運動方向相反，24s內F與運動方向相同，物體的vt圖像如圖1所示，g取10m/s2，則A.拉力F的大小為100NB.物體在4s時拉力的瞬時功率為120WC.4s內拉力所做的功為480JD.4s內物體克服摩擦力做的功為320J,答案,解析,圖1,針對訓練1如圖2所示，兩個完全相同的小球A、B，在同一高度處以相同大小的初速度v0分別水平拋出和豎直向上拋出，不計空氣阻力，則A.兩小球落地時速度相同B.兩小球落地時重力的功率相等C.從開始運動至落地，重力對兩小球做功相同D.從開始運動至落地，重力對兩小球做功的平均功率相等,圖2,答案,解析,解析由動能定理可得兩球落地時速度大小相等，但落地時的速度方向不相同，故速度不相同，A項錯誤.重力在落地時的瞬時功率Pmgvcos，為重力與速度方向的夾角，由于不相等，故兩小球落地時重力的功率不相等，B項錯誤.重力做功取決于下降的高度h，從開始運動至落地h相等，故重力對兩小球做功相同，C項正確.重力做功的平均功率P，兩球運動的時間不相等，故重力對兩小球做功的平均功率不相等，D項錯誤.,動能定理一般應用于單個物體，研究過程可以是直線運動，也可以是曲線運動；既適用于恒力做功，也適用于變力做功；既適用于各個力同時作用在物體上，也適用于不同的力分階段作用在物體上，凡涉及力對物體做功過程中動能的變化問題幾乎都可以使用，但使用時應注意以下幾點：1.明確研究對象和研究過程，確定初、末狀態(tài)的速度情況.2.對物體進行正確的受力分析(包括重力、彈力等)，弄清各力做功大小及功的正、負情況.,二、對動能定理的理解及在多過程問題中的應用,3.有些力在運動過程中不是始終存在，物體運動狀態(tài)、受力等情況均發(fā)生變化，則在考慮外力做功時，必須根據(jù)不同情況分別對待，正確表示出總功.4.若物體運動過程中包含幾個不同的子過程，解題時，可以分段考慮，也可視為一個整體過程考慮，列出動能定理方程求解.,例2一列火車由機車牽引沿水平軌道行駛，經(jīng)過時間t，其速度由0增大到v.已知列車總質量為M，機車功率P保持不變，列車所受阻力f為恒力.求這段時間內列車通過的路程.,答案,解析,例3滑板運動是極限運動的鼻祖，許多極限運動項目均由滑板項目延伸而來.如圖3是滑板運動的軌道，BC和DE是兩段光滑圓弧形軌道，BC段的圓心為O點，圓心角為60，半徑OC與水平軌道CD垂直，水平軌道CD段粗糙且長8m.某運動員從軌道上的A點以3m/s的速度水平滑出，在B點剛好沿軌道的切線方向滑入圓弧形軌道BC，經(jīng)CD軌道后沖上DE軌道，到達E點時速度減為零，然后返回.已知運動員和滑板的總質量為60kg，B、E兩點到水平軌道CD的豎直高度分別為h和H，且h2m，H2.8m，g取10m/s2.求：,圖3,(1)運動員從A點運動到達B點時的速度大小vB；,答案,解析,答案6m/s,解得：vB6m/s.,(2)軌道CD段的動摩擦因數(shù)；,答案,解析,答案0.125,代入數(shù)據(jù)可得：0.125.,解析從B點到E點，由動能定理可得：,(3)通過計算說明，第一次返回時，運動員能否回到B點？如能，請求出回到B點時速度的大??；如不能，則最后停在何處？,答案,解析,答案不能回到B處，最后停在D點左側6.4m處或C點右側1.6m處,解析設運動員能到達左側的最大高度為h，從B到第一次返回左側最高處，根據(jù)動能定理得：,解得h1.8mh2m所以第一次返回時，運動員不能回到B點設運動員從B點運動到停止，在CD段的總路程為x，由動能定理可得：,解得：x30.4m因為x3xCD6.4m，所以運動員最后停在D點左側6.4m處或C點右側1.6m處.,動能定理常與平拋運動、圓周運動相結合，解決這類問題要特別注意：(1)與平拋運動相結合時，要注意應用運動的合成與分解的方法，如分解位移或分解速度求平拋運動的有關物理量.(2)與豎直平面內的圓周運動相結合時，應特別注意隱藏的臨界條件：有支撐效果的豎直平面內的圓周運動，物體能通過最高點的臨界條件為vmin0.沒有支撐效果的豎直平面內的圓周運動，物體能通過最高點的臨界條件為vmin.,三、動能定理與平拋運動、圓周運動的結合,例4如圖4所示，一可以看成質點的質量m2kg的小球以初速度v0沿光滑的水平桌面飛出后，恰好從A點沿切線方向進入圓弧軌道，其中B為軌道的最低點，C為最高點且與水平桌面等高，圓弧AB對應的圓心角53，軌道半徑R0.5m.已知sin530.8，cos530.6，不計空氣阻力，g取10m/s2.(1)求小球的初速度v0的大小；,答案,解析,圖4,答案3m/s,解析在A點由平拋運動規(guī)律得：,小球由桌面到A點的過程中，由動能定理得,由得：v03m/s.,(2)若小球恰好能通過最高點C，求在圓弧軌道上摩擦力對小球做的功.,答案4J,答案,解析,針對訓練2如圖5所示，在某電視臺的“沖關大挑戰(zhàn)”節(jié)目中，參賽選手沿固定的傾斜滑道AB下滑，通過光滑圓弧軌道BC后從C點飛出，落到水池中的水平浮臺DE上才可以進入下一關.某次比賽中，選手從A點由靜止開始下滑，恰好落在浮臺左端點D.已知滑道AB與圓弧BC在B點相切，C點切線水平，AB長L5m，圓弧半徑R2m，BOC37，C點距浮臺面的豎直高度h2.45m，水平距離L12.8m，浮臺寬L22.1m，選手質量m50kg，不計空氣阻力.g10m/s2，求：(1)選手運動到C點時的速度大??；,圖5,答案見解析,答案,解析,解析選手從C點飛出后做平拋運動，所以：,L1vCt代入數(shù)據(jù)得：vC4m/s,(2)在圓弧C點，選手對軌道壓力大?。?答案見解析,代入數(shù)據(jù)得：N900N根據(jù)牛頓第三定律，在C點，選手對軌道的壓力大小為900N.,解析設在C點選手受到的支持力大小為N，則在C點：,答案,解析,(3)若要進入下一關，選手在A點沿滑道下滑的初速度最大是多少？(sin370.6，cos370.8),答案見解析,答案,解析,解析由動能定理，選手從A運動到C過程中，滿足：,若要進入下一關，選手最遠運動到E點，設此時選手運動到達C點時的速度大小為vC，根據(jù)題目條件得：vC7m/s設最大初速度為vm，根據(jù)動能定理得：,