77動(dòng)能和動(dòng)能定理

1、7.7動(dòng)能和動(dòng)能定理（一）學(xué)習(xí)目標(biāo)1理解動(dòng)能的概念，知道動(dòng)能是標(biāo)量，掌握動(dòng)能的計(jì)算式。2能根據(jù)力學(xué)知識(shí)推導(dǎo)動(dòng)能定理，理解動(dòng)能定理的確切含義。3能應(yīng)用動(dòng)能定理解決實(shí)際問題，掌握解決問題的一般方法?；顒?dòng)過程活動(dòng)一、運(yùn)用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式尋找動(dòng)能表達(dá)式1、情境：設(shè)物體的質(zhì)量為m，在與運(yùn)動(dòng)方向相同的恒定外力f的作用下發(fā)生一段位移l ，速度由v增加到v，如圖所示。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)物體做功的表達(dá)式。2、歸納：動(dòng)能(1)公式：質(zhì)量為m的物體，以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能為e= (2)單位： (3)標(biāo)量 (4)狀態(tài)量(5)相對(duì)性(6)瞬時(shí)性3、即時(shí)訓(xùn)練:（1）、質(zhì)量一定的物體 a速度發(fā)

2、生變化時(shí)，動(dòng)能一定發(fā)生變化 b速度發(fā)生變化時(shí)，動(dòng)能不一定發(fā)生變化 c速度不變時(shí)，其動(dòng)能一定不變 d動(dòng)能不變時(shí)，速度一定不變（2）質(zhì)量為2kg的物體a向東勻速運(yùn)動(dòng)而具有的動(dòng)能為3j,而另一質(zhì)量為1kg的物體b向南勻速運(yùn)動(dòng)具有的動(dòng)能為4j,則a、b兩物體具有的總動(dòng)能為（ ）a.5j b.7j c.10j d.無法確定活動(dòng)二、運(yùn)用推導(dǎo)結(jié)論，總結(jié)動(dòng)能定理1、動(dòng)能定理的內(nèi)容： 2、動(dòng)能定理的表達(dá)式： 3、思考：如果物體受到幾個(gè)力作用，動(dòng)能定理中的w表示的物理意義是什么？動(dòng)能定理更一般的表述方式是： （合外力在一個(gè)過程中對(duì)物體做的總功，等于物體在這個(gè)過程中動(dòng)能的變化）4、對(duì)動(dòng)能定理的理解（）（1）合外力做

3、正功， 合外力做負(fù)功， （2）動(dòng)能定理中的功是合外力做的總功 總功的求法 （3）適用范圍： 既適用于恒力做功，也適用于變力做功； 既適用于直線運(yùn)動(dòng)，也適用于曲線運(yùn)動(dòng)。5、即時(shí)訓(xùn)練：（1）關(guān)于功和物體動(dòng)能變化的關(guān)系，不正確的說法是( ) a有力對(duì)物體做功，物體的動(dòng)能就會(huì)變化 b合力不做功，物體的動(dòng)能就不變 c合力做正功，物體的動(dòng)能就增加 d所有外力做功代數(shù)和為負(fù)值，物體的動(dòng)能就減少（2）一物體速度由0增加到v,再從v增加到2v,外力做功分別為w和w，則w和w關(guān)系正確的是( ) a.w= w b.w= 2 w c.w =3 w d.w= 4 w（3）一質(zhì)量為2 kg的滑塊，以4 m/s的速度在光滑

4、的水平面上向左滑行，從某一時(shí)刻起，在滑塊上作用一向右的水平力，經(jīng)過一段時(shí)間，滑塊的速度方向變?yōu)橄蛴遥笮? m/s，在這段時(shí)間里水平力做的功為( ) a.0 b.8 j c.16 j d.32 j例4.(見課本p73例題1、例題2)小結(jié): 應(yīng)用動(dòng)能定理解題的一般步驟:課堂反饋1.關(guān)于動(dòng)能，下列說法中正確的是：（ ）a.甲向東運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能為200j,乙向西運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能為200j,他們的動(dòng)能不相同b.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體具有不變的動(dòng)能c.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的動(dòng)能是變化的d.以上說法都不正確2.關(guān)于動(dòng)能定理，下列說法正確的是：（ ）a.某過程中外力的總功等于各力做功德絕對(duì)值之和b.外力對(duì)物體做的總功

5、等于物體動(dòng)能的變化c.在動(dòng)能不改變的過程中，物體不受外力作用d.動(dòng)能定理只適用于恒力作用而做加速運(yùn)動(dòng)的過程3.質(zhì)量為m的物體，只在一個(gè)力f的作用下，速度由v變?yōu)?v的過程中，力f對(duì)物體做的功為（ ）a.mv b. mv c.2 mv d.04.一質(zhì)量為0.3的彈性小球，在光滑的水平面上以6m/s的速度垂直撞到墻上，碰撞后小球沿相反方向運(yùn)動(dòng)，反彈后的速度大小與碰撞前速度的大小相同，則碰撞前后小球速度變化量的大小v和碰撞過程中墻對(duì)小球做功的大小w為（ ）a .v=0 b. v=12m/s c. w=0 d. w=10.8j5.甲、乙、丙三物體的質(zhì)量之比為m甲m乙m丙=123，它們沿水平面以一定的初

6、速度在摩擦力的作用下減速滑行到停下，滑行距離分別為s甲、s乙、s丙.(1)若它們與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同、初動(dòng)能相同，則s甲s乙s丙=_；(2)若它們所受的摩擦力相同，初動(dòng)能相同，則s甲s乙s丙=_；7.7動(dòng)能和動(dòng)能定理（二）學(xué)習(xí)目標(biāo)1、能應(yīng)用動(dòng)能定理解決實(shí)際問題，掌握解決問題的一般方法。2、進(jìn)一步理解運(yùn)動(dòng)定理，并能運(yùn)用動(dòng)能定理解決幾類常見問題。3、體驗(yàn)運(yùn)用運(yùn)動(dòng)定理、牛頓定律解題的異同?；顒?dòng)過程活動(dòng)一：完成下題，鞏固動(dòng)能概念，熟悉動(dòng)能定理解題步驟。1.質(zhì)量為m=6.0×10的客機(jī)，從靜止開始沿平直的跑道滑行，當(dāng)滑行距離s=7.2×10m時(shí)，達(dá)到起飛速度v=60m/s,則：

7、（1）起飛時(shí)飛機(jī)的動(dòng)能多大？（2）若不計(jì)滑行過程中所受的阻力，則飛機(jī)受到的牽引力為多大？（3）若滑行過程中受到的平均阻力大小為f=3.0×10n,牽引力與第(2)問中求得的值相等，則要達(dá)到上述起飛速度，飛機(jī)的滑行距離應(yīng)為多大？活動(dòng)二：通過下題練習(xí)，體會(huì)動(dòng)能定理求解多過程物理問題例1：質(zhì)量為m的物體靜止在水平桌面上，它與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，物體在水平力f作用下開始運(yùn)動(dòng)，發(fā)生位移s1時(shí)撤去力f，問物體還能運(yùn)動(dòng)多遠(yuǎn)？解析：方法：可將物體運(yùn)動(dòng)分成兩個(gè)階段進(jìn)行求解方法：從靜止開始加速，然后減速為零全過程進(jìn)行求解即時(shí)訓(xùn)練1：一個(gè)質(zhì)量為m的物體，從傾角為，高為h的斜面上端a點(diǎn)由靜止開始下滑到b

8、點(diǎn)時(shí)的速度為v；然后又在水平面上滑行s的位移后停止在c點(diǎn)。如圖所示。設(shè)物體在斜面上和在水平面上的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，求動(dòng)摩擦因數(shù)。abch即時(shí)訓(xùn)練2：一個(gè)滑雪的人從高度h的斜面上由靜止開始滑下，然后在水平面滑行一段距離停下來，已知斜面的傾角為，滑雪板和雪之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，求滑雪人在水平面上滑行的距離，并證明在其他條件不變，只改變斜面的傾角時(shí)，滑雪人通過的水平距離是一個(gè)跟無關(guān)的量即時(shí)訓(xùn)練3：如圖所示，do是水平面，ab是斜面，初速度為v0的物體從d點(diǎn)出發(fā)沿dba滑動(dòng)到頂點(diǎn)a時(shí)速度剛好為零，如果斜面改為ac，讓該物體從d點(diǎn)出發(fā)沿dca滑動(dòng)到a點(diǎn)且速度剛好為零。則物體具有的初速度（已知物體與路面之間的

9、動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同且不為零） ( ) a 大于v0 b 等于v0 c 小于v0 d 取決于斜面的傾角小結(jié)：活動(dòng)三：通過下題練習(xí)，總結(jié)動(dòng)能定理求解變力做功。例2：如圖所示，物體沿一曲面從a點(diǎn)無初速滑下，滑至曲面的最低點(diǎn)b時(shí)，下滑高度為5米。若物體的質(zhì)量為1千克，到b點(diǎn)時(shí)的速度為6m/s，則在下滑過程中物體克服阻力所做的功是多少？例3：如圖所示，bc是一條平直軌道，c點(diǎn)距b點(diǎn)的距離為s = 3.0m ；ab是一條豎直平面內(nèi)的圓形軌道，軌道長為1/4圓周，其中a比b高h(yuǎn)=80cm 。有一個(gè)質(zhì)量為m=1kg的物體從靜止開始沿ab軌道滑下，測(cè)得它經(jīng)過b點(diǎn)的速度為vb = 2.0 m/s ，當(dāng)滑行到c點(diǎn)處

10、停止。求：物體在ab軌道上受到的平均阻力f ；物體在bc軌道上的動(dòng)摩擦因數(shù)ooaoboco即時(shí)訓(xùn)練1：某同學(xué)從高為h處水平地投出一個(gè)質(zhì)量為m的鉛球，測(cè)得成績?yōu)閟，該同學(xué)投球時(shí)所做的功為。fopql即時(shí)訓(xùn)練2：一質(zhì)量為 m的小球，用長為l的輕繩懸掛于o點(diǎn)。小球在水平拉力f作用下，從平衡位置p點(diǎn)很緩慢地移動(dòng)到q點(diǎn)，如圖所示，則拉力f所做的功為（ ）a. mglcos b. mgl(1cos) c. flcos d. flsin即時(shí)訓(xùn)練：一質(zhì)量為500t的機(jī)車，以恒定功率375kw由靜止出發(fā)，經(jīng)過5min，速度達(dá)到最大值54km/h，設(shè)機(jī)車所受阻力f恒定不變，g取10m/s2；試求：機(jī)車受

11、到的阻力f大?。粰C(jī)車在這5min內(nèi)行駛的路程。課堂反饋.一子彈以水平速度v射入一塊固定的木塊中，射入深度為s，設(shè)子彈在木塊中運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力是恒定的，那么當(dāng)子彈以的速度水平射入此木塊中時(shí)，射入的深度為( )a s b c d .一人用力踢質(zhì)量為1kg的足球，使球由靜止以10m/s的速度沿水平方向飛出。假設(shè)人踢球時(shí)對(duì)球的平均作用力為200n，球在水平方向運(yùn)動(dòng)了20m，那么人對(duì)球所做的功為( ) a 50 b 200 c 4000 d 非上述各值.有兩個(gè)物體a和b，其質(zhì)量分別為ma和mb，且ma>mb，他們的初動(dòng)能相同。若a和b分別受到不變的阻力fa和fb的作用，經(jīng)過相同的時(shí)間停下來，他們的

12、位移分別是sa和sb，則 ( ) a fa>fb sa<sb b fa>fb sa>sb c fa<fb sa>sb d fa<fb sa<sb.質(zhì)量為m的小球被系在輕繩一端，在豎直平面內(nèi)做半徑為r的圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的過程中小球受到空氣阻力的作用。設(shè)某一時(shí)刻小球通過軌道的最低點(diǎn)，此時(shí)繩子的張力為7mg，在此后小球繼續(xù)做圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過半個(gè)圓周恰好通過最高點(diǎn)，則在此過程中小球克服空氣阻力所做的功 ( ) amgr b mgr c mgr d mgr.如圖圖 221所示，一個(gè)物體以初速度v1由a點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)，沿水平面滑到b點(diǎn)時(shí)的速度為v2，該物體以相同大小

13、的初速度v1由a點(diǎn)沿圖示的ac和cb兩個(gè)斜面滑到b點(diǎn)時(shí)的速度為v2，若水平面、斜面和物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)均相同，且ab的水平距離與ab相等，那么v2與v2之間大小關(guān)系為( ) av2= v2 bv2v2 cv2v2 d無法確定 .某人用手將5kg的鐵餅水平擲出，落到3.6米遠(yuǎn)處地上，鐵餅在空中運(yùn)動(dòng)0.6s（g取10m/s2），下列說法中正確的是 ( ) a手對(duì)鐵餅做功90j b鐵餅落地時(shí)動(dòng)能為180j c鐵餅落地時(shí)動(dòng)能為90 j d重力做功90j.如圖所示，質(zhì)量為m的物體用細(xì)繩經(jīng)過光滑小孔牽引在光滑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)拉力逐漸減小到時(shí)，物體仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑為2r，則外力對(duì)物體所