動能定理及其應(yīng)用(上課用)

1、1定義：定義：物體由于物體由于 而具有的能而具有的能第第2 2單元動能定理及其應(yīng)用單元動能定理及其應(yīng)用動能動能運(yùn)動運(yùn)動標(biāo)量標(biāo)量動能定理動能定理1內(nèi)容內(nèi)容 在一個過程中合外力對物體所做的功在一個過程中合外力對物體所做的功 ，等于物體在這，等于物體在這 個過程中個過程中 動能的變化動能的變化合力合力2表達(dá)式：表達(dá)式：WEkEk2Ek1 3物理意義：物理意義： 的功是物體動能變化的量度的功是物體動能變化的量度5適用條件適用條件(1)動能定理既適用于直線運(yùn)動，也適用于動能定理既適用于直線運(yùn)動，也適用于 (2)既適用于恒力做功，也適用于既適用于恒力做功，也適用于(3)力可以是各種性質(zhì)的力，即可以同時作用

2、，也可以力可以是各種性質(zhì)的力，即可以同時作用，也可以_【核心突破】【核心突破】對動能定理對動能定理的的理理解解物體受到多個外力作用時，計算合力的功，要考慮各個外力共同物體受到多個外力作用時，計算合力的功，要考慮各個外力共同做功產(chǎn)生的效果，一般有如下兩種方法：做功產(chǎn)生的效果，一般有如下兩種方法：(1)先由力的合成或根據(jù)牛頓第二定律求出合力先由力的合成或根據(jù)牛頓第二定律求出合力F合合，然后由，然后由WF合合lcos 計算計算(2)由由WFlcos 計算各個力對物體做的功計算各個力對物體做的功W1、W2、Wn，然后，然后將各個外力所做的功求代數(shù)和，即將各個外力所做的功求代數(shù)和，即W合合W1W2Wn.

3、(1)不涉及加速度、時間的問題不涉及加速度、時間的問題(2)有多個物理過程且不需要研究整個過程中的中間有多個物理過程且不需要研究整個過程中的中間狀態(tài)的問題狀態(tài)的問題(3)變力做功的問題變力做功的問題(4)含有含有F、l、m、v、W、Ek等物理量的力學(xué)問題等物理量的力學(xué)問題動能定理動能定理的的應(yīng)用應(yīng)用(2)分分析受力析受力及及各力做功的情況，求出各力做功的情況，求出總總功功 【典例【典例3】如圖所示裝置由如圖所示裝置由AB、BC、CD三段軌道組成，軌道三段軌道組成，軌道交接處均由很小的圓弧平滑連接，其中軌道交接處均由很小的圓弧平滑連接，其中軌道AB、CD段是光滑的，水段是光滑的，水平軌道平軌道B

4、C的長度的長度s 5 m，軌道，軌道CD足夠長且傾角足夠長且傾角37，A、D兩點離兩點離軌道軌道BC的高度分別為的高度分別為h14.30 m、h21.35 m現(xiàn)讓質(zhì)量為現(xiàn)讓質(zhì)量為m的小滑塊的小滑塊自自A點由靜止釋放已知小滑塊與軌道點由靜止釋放已知小滑塊與軌道BC間的動摩擦因數(shù)間的動摩擦因數(shù)0.5，重，重力加速度力加速度g取取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.求：求：(1)小滑塊第一次到達(dá)小滑塊第一次到達(dá)D點時的速度大??；點時的速度大??；(2)小滑塊第一次與第二次通過小滑塊第一次與第二次通過C點的時間間隔；點的時間間隔；(3)小滑塊最終停止的位置距小滑塊最終停止的位置距B點

5、的距離點的距離答案答案(1)3 m/s(2)2 s(3)1.4 m題型三題型三應(yīng)用動能定理求變力做功應(yīng)用動能定理求變力做功【典例5】【答案】【答案】A 題型四題型四動能定理與圖象結(jié)合的問題動能定理與圖象結(jié)合的問題2.摩天大樓中一部直通高層的客運(yùn)電梯，行程超過百米電梯的簡摩天大樓中一部直通高層的客運(yùn)電梯，行程超過百米電梯的簡化模型如圖甲所示考慮安全、舒適、省時等因素，電梯的加速度化模型如圖甲所示考慮安全、舒適、省時等因素，電梯的加速度a是隨是隨時間時間t變化的已知電梯在變化的已知電梯在t0時由靜止開始上升，時由靜止開始上升，a t圖象如圖乙所圖象如圖乙所示電梯總質(zhì)量示電梯總質(zhì)量m2.0103 k

6、g.忽略一切阻力，重力加速度忽略一切阻力，重力加速度g取取10 m/s2.(1)求電梯在上升過程中受到的最大拉力求電梯在上升過程中受到的最大拉力F1和最小拉力和最小拉力F2；(2)類比是一種常用的研究方法對于直線運(yùn)動，教科書中講解了由類比是一種常用的研究方法對于直線運(yùn)動，教科書中講解了由vt圖圖象求位移的方法請你借鑒此方法，對比加速度和速度的定義，根據(jù)圖乙所象求位移的方法請你借鑒此方法，對比加速度和速度的定義，根據(jù)圖乙所示示a t圖象，求電梯在第圖象，求電梯在第1 s內(nèi)的速度改變量內(nèi)的速度改變量v1和第和第2 s末的速率末的速率v2；(3)求電梯以最大速率上升時，拉力做功的功率求電梯以最大速率

7、上升時，拉力做功的功率P；再求在；再求在011 s時間內(nèi)，時間內(nèi)，拉力和重力對電梯所做的總功拉力和重力對電梯所做的總功W.【解析】【解析】(1)由由a t圖象可知，電梯拉力最大為圖象可知，電梯拉力最大為F1時對應(yīng)時對應(yīng)的加速度的加速度a11 m/s2，拉力最小為，拉力最小為F2時對應(yīng)時對應(yīng)的加速度的加速度a21 m/s2.由牛頓由牛頓第第二二定定律有律有F1mgma1.F2mgma2.解得解得F12.2104 NF21.8104 N.(2)類比可得，所求類比可得，所求第第1 s內(nèi)速度變化內(nèi)速度變化v1等于等于第第1 s內(nèi)內(nèi)a t圖線與圖線與時間時間軸圍軸圍成的面積成的面積v10.50 m/s.

8、同同理理可得前可得前2 s內(nèi)速度變化內(nèi)速度變化v21.5 m/s.且且v2v2v0得得v21.5 m/s.【答案】【答案】(1)2.2104 N1.8104 N(2)0.5 m/s1.5 m/s(3)2.0105 W1.0105 J題型五題型五利用動能定理求解多運(yùn)動過程問題利用動能定理求解多運(yùn)動過程問題物體在運(yùn)動過程中若包含幾個不同的過程，應(yīng)優(yōu)先物體在運(yùn)動過程中若包含幾個不同的過程，應(yīng)優(yōu)先考慮對全過程運(yùn)用動能定理，這樣可以避開每個運(yùn)動過程考慮對全過程運(yùn)用動能定理，這樣可以避開每個運(yùn)動過程的具體細(xì)節(jié)，因此比分段運(yùn)用動能定理求解簡單由于全的具體細(xì)節(jié)，因此比分段運(yùn)用動能定理求解簡單由于全過程運(yùn)用動能定理解題時不必考慮中間過程的細(xì)節(jié)，只需過程運(yùn)用動能定理解題時不必考慮中間過程的細(xì)節(jié)，只需考慮全過程中合力做功的情況，以及初、末狀態(tài)的動能，考慮全過程中合力做功的情況，以及初、末狀態(tài)的動能，所以對于多過程、往復(fù)運(yùn)動問題，對全過程運(yùn)用動能定理