《3.2動能定理的應(yīng)用》 教學(xué)課件

8.3.2動能定理的應(yīng)用CONTENTS01知識回顧02動能定理求恒力做功03動能定理求變力做功目錄01知識回顧第八章機(jī)械能守恒定律1.表達(dá)式：Ek＝_______;2.標(biāo)矢性：動能是

量，只有

，沒有方向;3.物體動能的變化量是指

動能1.關(guān)于物體的動能，下列說法正確的是A.物體的質(zhì)量、速度不變，其動能一定不變B.物體的動能不變，其速度一定不變C.兩個(gè)物體中，速度大的動能也大D.某一過程中物體的速度變化越大，其動能的變化一定越大√標(biāo)大小知識回顧末動能減去初動能1.內(nèi)容：力在一個(gè)過程中對物體做的功，等于物體在這個(gè)過程中

;2.表達(dá)式：W＝_____________。動能定理動能的變化知識回顧W合=Ek2

－Ek1=ΔEk

動能定理果因恒力直線曲線變力瞬時(shí)、單一過程累積、多個(gè)過程2.一質(zhì)量為1kg的物體被人用手由靜止向上提升1m時(shí),物體的速度為2m/s,取g=10m/s2,下列說法正確的是A.提升過程中手對物體做功12JB.提升過程中合外力對物體做功12JC.提升過程中合外力對物體做功2JD.提升過程中物體克服重力做功10J解：由動能定理得W合=∴W合

=2J其中W合

=W手

+（-W克）∴W手

=12J物體克服重力做功W克

=mgh=10J√√√知識回顧3.物體沿直線運(yùn)動的v－t圖象如圖所示，已知在第1s內(nèi)合力對物體做功為W，則A.從第1s末到第3s末合力做功為4WB.從第3s末到第5s末合力做功為－2WC.從第5s末到第7s末合力做功為WD.從第3s末到第4s末合力做功為－0.5W√關(guān)鍵：1.正確計(jì)算物體所受外力做的總功；2.明確物體在運(yùn)動過程中初、末狀態(tài)的動能值?！窘忸}步驟】

總結(jié)：動能定理不涉及物理運(yùn)動過程中的加速度和時(shí)間，而只與物體的初末狀態(tài)有關(guān)。在處理物理問題時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮應(yīng)用動能定理。（1）確定研究對象，通常是單個(gè)物體；（3）分析物體的受力情況，明確各力做功的情況（做功的大小和正負(fù)），并確定外力所做的總功；（4）明確初、末狀態(tài)的動能，確定動能的變化ΔEk；（5）根據(jù)動能定理W總=Ek2-Ek1列方程求解；（2）明確運(yùn)動過程，可以是某段過程，也可以是整個(gè)過程；下拋v0

平拋v0上拋v0h想一想：這三個(gè)過程哪個(gè)過程中重力做功多呢？三個(gè)小球末速度的大小關(guān)系呢？（不計(jì)空氣阻力）一樣多！末速度大小相等！物塊沿光滑曲面下滑v

物塊沿光滑斜面下滑

解：在物塊下滑的過程中，受力如圖，根據(jù)動能定理：mgNmgNv想一想：滑塊到達(dá)水平面時(shí)的速度大小為多少？這兩個(gè)過程中滑塊到達(dá)水平面的速度相等嗎？02動能定理求恒力做功第八章機(jī)械能守恒定律一、利用動能定理求恒力做功——恒力+直線例1.一架噴氣式飛機(jī)，質(zhì)量ｍ＝5×103kg，當(dāng)起飛過程中從靜止開始滑跑的路程為l＝5.3×102ｍ時(shí)，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k倍(ｋ＝0.02)，求飛機(jī)受到的牽引力。解：①常規(guī)方法②動能定理法例2．把質(zhì)量為0.5kg的石塊從10m高處以與水平方向拋出，初速度大小是v0=5m/s。（不計(jì)空氣阻力）（1）請求解石塊落地時(shí)的速度大小。解題思路：動能定理解題思路：平拋運(yùn)動恒力做功問題——恒力+曲線變式：把質(zhì)量為0.5kg的石塊從10m高處以與水平方向成θ角斜向上拋出，初速度大小是v0=5m/s。（不計(jì)空氣阻力）（1）請求解石塊落地時(shí)的速度大小。問題：斜拋？新思路：動能定理！解：只有重力做功恒力做功問題——恒力+曲線（2）石塊落地時(shí)速度的大小與下列物理量有關(guān)（

）A．石塊的質(zhì)量

B．石塊初速度的大小C．石塊初速度的仰角D．石塊拋出時(shí)的高度答案：BD恒力做功問題——恒力+曲線03動能定理求變力做功第八章機(jī)械能守恒定律例1.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的作用下，從平衡位置P很緩慢地移到Q點(diǎn)，則力F所做的功為（）A.mgLcosB.mgL（1–cos

）C.FLsinD.FLcos簡析：球在F方向的位移s=Lsin

力F的功WF=Fs=FLsin

?很緩慢的含義：可認(rèn)為時(shí)刻靜止所受合力時(shí)刻為0任意過程ΔEk=0由平衡條件得：F=mgtan

，故F為變力，WF=FLsin

錯(cuò)誤正確解答：本題中的變力功可由動能定理求解.小球由P到Q，由動能定理得：WF+WG=0即WF

–mgL（1–cos

）=0∴WF=mgL（1–cos

）B

FPQsT

T′mg二、利用動能定理求變力做功例2.

質(zhì)量為m的物體以初速度v0沿水平面向左開始運(yùn)動，起始點(diǎn)A與一輕彈簧O端相距s，已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ，物體與彈簧相碰后，彈簧的最大壓縮量為x，重力加速度為g，則從開始碰撞到彈簧被壓縮至最短，物體克服彈簧彈力所做的功為√變力做功問題例3.有一半徑為r＝0.5m的粗糙半圓軌道，A與圓心O等高，有一質(zhì)量為m＝0.2kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，從A點(diǎn)靜止滑下，滑至最低點(diǎn)B時(shí)的速度為v＝1，取，下列說法正確的是A.物塊過B點(diǎn)時(shí)，對軌道的壓力大小是0.4NB.物塊過B點(diǎn)時(shí)，對軌道的壓力大小是2.0NC.A到B的過程中，克服摩擦力做的功為0.9JD.A到B的過程中，克服摩擦力做的功為0.1J√解：在B點(diǎn)，由牛頓第二定律，F(xiàn)N－mg＝

FN＝2.4N，

由牛頓第三定律，物塊對軌道的壓力大小為2.4N.對于A到B的過程，mgr＋Wf＝

Wf＝-0.9J，克服摩擦力做功為0.9J.利用動能定理求變力的功例4.質(zhì)量為m

的物體靜放在水平光滑的平臺上,系在物體上的繩子跨過光滑的定滑輪由地面以速度v0向右勻速走動的人拉著,設(shè)人從地面上且從平臺的邊緣開始向右行至繩和水平方向成30°角處,在此過程中人所做的功為:（

）A.B.C.D.√點(diǎn)撥

當(dāng)右段繩與水平夾角為θ時(shí),沿著繩子方向的速率知繩子的拉力是變力,若直接用W=Fscosθ求功是不可能的,由動能定理可得:人所做的功等于物體動能的增量即故正確答案是D.可見,用動能定理解決變力做功是一種常用方法,解此類問題關(guān)鍵是分清各力做功情況和初、末動能.例5.一列貨車的質(zhì)量為5.0×105kg,在平直軌道以額定功率3000kw加速行駛,當(dāng)速度由10m/s加速到所能達(dá)到的最大速度30m/s時(shí),共用了2min,則這段時(shí)間內(nèi)列車前進(jìn)的距離是多少?F0ff恒定S=1600mS變力做功問題——與機(jī)車啟動相聯(lián)系問題例6、質(zhì)量為m的汽車發(fā)動機(jī)的功率恒為P，摩擦阻力恒為f，牽引力為F．汽車由靜止開始，經(jīng)過時(shí)間t行駛了位移s時(shí)，速度達(dá)到最大值vm，則發(fā)動機(jī)所做的功為（）D．E．FsABCD注意：

做選擇題時(shí)要注意表達(dá)式的多種可能性

A．Pt

C．B．fvmt解：A、根據(jù)功率的定義式p=w/t得

由于發(fā)動機(jī)的功率恒為P，所以發(fā)動機(jī)所做的功W發(fā)=pt，故A正確．

B、汽車啟動達(dá)到最大速度時(shí)汽車的牽引力與阻力相等，根據(jù)功率的表達(dá)式p=Fv得：

W發(fā)=F牽vmt=Ffvmt，故B正確．

C、根據(jù)動能定理研究汽車由靜止開始到最大速度的過程

W發(fā)+Wf=12mvm2

Wf=-Ffs

W發(fā)=12mvm2+Ffs故C正確；

D、汽車啟動達(dá)到最大速度時(shí)汽車的牽引力與阻力相等，所以vm=pF牽=pFf

Ff=pvm

所以W發(fā)=所以D正確．E、整個(gè)F是變化的，所以牽引力的功不能用Fs表示，故E錯(cuò)誤

故選：ABCD．例7、運(yùn)動員踢球的平均作用力為200N,把一個(gè)靜止的質(zhì)量為1kg的球以10m/s的速度踢出,水平面上運(yùn)動60m后停下,則運(yùn)動員對球做的功?如果運(yùn)動員踢球時(shí)球以10m/s迎面飛來,踢出速度仍為10m/s,則運(yùn)動員對球做的功為多少?FS=60mvov=0變力做功問題——瞬間力做功問題例8.某人從距地面25m高處斜上拋出一小球，小球質(zhì)量100g，出手時(shí)速度大小為10m/s,落地時(shí)速度大小為16m/s，取g=10m/s2，試求：(1)人拋球時(shí)對小球做多少功？(2)小球在空中運(yùn)動時(shí)克服阻力做功多少？V0HV解：(1)人拋球：(2)球在空中：注意：列式時(shí)要注意W合和△Ek的正負(fù)代入數(shù)據(jù)解得