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第七章 机械能守恒定律
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人教版(2003)高中物理必修二第七章机械能守恒定律——动能和动能定理 课件
人教版(2003)高中物理必修二第七章机械能守恒定律——动能和动能定理 课件
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第七节动能和动能定理 问题1:设物体的质量为m,在与运动方向相同的恒定外力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对物体做功的表达式。提示:(1)力F对物体做多少功?(2)从牛顿运动定律角度分析,物体加速度多大?(3)从运动学角度分析,物体的初、末速度和位移之间的关系? 功的表达式为:从上面式子可以看出,很可能是一个具有特定意义的物理量。因为这个量在过程终了时和过程开始时的差,刚好等于力对物体做的功,所以应该是我们寻找的动能的表达式。 一探究动能的表达式:1、动能:物体由于运动而具有的能量叫动能.2公式:3、物体的动能等于物体的质量与物体速度的二次方的乘积的一半.4、物理意义:描述运动状态的物理量,动能是标量,且恒为正值,具有瞬时性5单位:焦耳(J) 问题2:设物体的质量为m,在与运动方向相同的恒定外力F的作用下在粗糙水平面上,发生一段位移L,摩擦力大小为f。速度由v1增加到v2。试用牛顿运动定律和运动学公式,推导出合力对物体做功的表达式。 动能定理2表达式:1内容:合力所做的功等于物体动能的变化.注意点:①“=”是数值上相等,而不是就是②合力做功引起动能的变化 应用动能定理解题的一般步骤:①确定研究对象,画出草图;②分析物体的受力情况,分析各力做功的情况;③确定物体的初、末状态;明确初、末状态的动能④列式求解;⑤对结果进行分析讨论。 例:一架喷气式飞机,质量m=5×103kg,起飞过程中从静止开始滑跑的路程为s=5.3×102m时,达到起飞的速度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(k=0.02),求飞机受到的牵引力。v0=0m/sv=60m/ss=5.3×102mFfNG 解法一:飞机受到重力G、支持力N、牵引力F和阻力f作用,这四个力做的功分别为WG=0,WN=0,WF=Fs,Wf=-kmgs.据动能定理得:代入数据得:v0=0m/sv=60m/ss=5.3×102mFfNG v0=0m/sv=60m/ss=5.3×102mFfNG 一辆质量m、速度为vo的汽车在关闭发动机后于水平地面滑行了距离L后停了下来。试求汽车受到的阻力。练习2 3适用条件:①恒力做功或变力做功②曲线运动或直线运动③单个物体或几个物体④一个过程或全过程 对于功与能的关系,下列说法中正确的是()A、功就是能,能就是功B、功可以变成能,能可以变成功C、做功的过程就是能量转化的过程D、功是能量的量度C 例题某一物体,质量为m=1g,其运动速度为3.6km/h,则它的动能是多少?解:根据得,卫星动能: 例题:关于对动能的理解,下列说法是正确的()A、动能是机械能的一种表现形式,凡是运动的物体都具有动能B、动能总是正值C、一定质量的物体,动能变化时,速度一定变化;但速度变化时,动能不一定变化D、动能不变的物体,一定处于平衡状态ABC 动能定理与牛顿第二定律的区别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,反映做功过程中功与始末状态动能增量的关系。动能定理不涉及物体运动过程中的加速度和时间,因此用它处理问题有时很方便。 一人用平均100牛的力把2Kg足球以10m/s踢出,水平飞出100米,求此人对球做功练习1 小结:一、动能1、定义:物体由于运动而具有的能量叫做动能2、表达式:EK=1/2·M·V2二、动能定理1、内容:合力所做的功等于物体动能的变化2、表达式:W=1/2·M·V22-1/2·M·V12 第7节 动能 动能定理第2课时 应用动能定理解题步骤:动能定理的表达式是个标量方程,一般以地面为参考系,凡是与位移相关的质点动力学问题,一般都可以应用动能定理求解。应用动定理解题的一般步聚:①选择研究对象,进行受力分析;②分析各力做功的情况;③确定研究过程(有时有几个过程)的初、末态;④根据动能定理列方程求解。 例1.质量为m=3kg的物体与水平地面之间的动摩擦因数μ=0.2,在水平恒力F=9N作用下起动,如图所示。当m位移s1=8m时撤去推力F,试问:还能滑多远?(g取10m/s2)分析:物体m所受重力G、支持力N、推力F、滑动摩擦力f均为恒力,因此物体做匀加速直线运动;撤去F后,物体做匀减速直线运动.因此,可用牛顿定律和匀变速直线运动规律求解.物体在动力F和阻力f作用下运动时,G和N不做功,F做正功,f做负功,因此,也可以用动能定理求解. 解法一:用牛顿定律和匀变速运动规律,对撤去F推力前、后物体运动的加速度分别为m在匀加速运动阶段的末速度为 将上两式相加,得答:撤去动力F后,物体m还能滑4m远 可否对全程运用动能定理? 练习1:质量为m的物体从以速度v0竖直向上抛出,物体落回地面时,速度大小为3v0/4。(设物体在运动中所受空气阻力大小不变),求:(1)物体运动过程中所受空气阻力的大小。(2)物体以初速度2v0竖直向上抛出时,上升的最大高度。如物体与地面碰撞过程中无能量损失,求物体运动的总路程。 练习2:如图所示,斜面的倾角为θ,质量为m的滑块距挡板P为s0,滑块以初速度v0沿斜面上滑,滑块与斜面间的动摩擦因数为μ。滑块所受摩擦力小于滑块沿斜面的下滑力。若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失,求滑块经过的路程。 某消防队员从一平台上跳下,下落2m后双脚触地,接着他用双腿弯屈的方法缓冲,使自身重心又下降了0.5m,在着地过程中地面对他双脚的平均作用力估计为自身所受重力的[]A.2倍B.5倍C.8倍D.10倍答案:B练习3 例2:一质量为m的小球,用长为L的轻绳悬挂于天花板上,小球在水平力F的作用下,从平衡位置P点缓慢地移到Q点,此时绳子转过了θ角,如图所示,则F做的功为()A.mgLcosθB.mgL(1-cosθ)C.FLsinθD.FLθ答案:B 例3一个质量为2kg的物体静止在水平面上,一个水平恒力F推动物体运动了10s钟,然后撤去推力F,物体又滑行了5s才停下来,物体运动的v—t图像如图所示,则推力F做的功和摩擦力在后5s内做的功分别为多少?答案:2700J 例5:如图所示,在一块水平放置的光滑板面中心开一小孔O,穿过一根细绳,细绳的一端用力F的向下拉,另一端系一小球,并使小球在板面上以半径r做匀速圆周运动。现开始缓慢地增大拉力F,使小球的运动半径逐渐减小,若已知拉力变为8F时,小球的运动半径恰好减为r/2,求在此过程中,绳子的拉力对小球所做的功。答案:3Fr/2 例6:一个物体以初速度Vo=l0m/s自斜面底端向上滑行,如图所示,到达斜面顶端时恰好静止,随后物体向下滑行返回底端时的速度为5m/s,求斜面的高度是多少?若该斜面的倾角θ=30°,则物体与斜面间的动摩擦因数是多少?(取g=lOm/s2) 例7:如图所示,一个小滑块质量为m,在倾角θ=37°的斜面上从高为h=25cm处由静止开始下滑,滑到斜面底端时与挡板P发生弹性碰撞后又沿斜面上滑,若滑块与斜面之间的动摩擦因数μ=0.25,求滑块在斜面上运动的总路程. 谢谢!
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高中 - 物理
发布时间:2022-01-14 09:04:25
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