章课时动能和动能定理.ppt

* 一、对动能定理的理解 1．对动能定理的理解及应用 (1)位移和速度：必须是相对于同一个参考系的，一般以地面为参考系． (2)动能定理适用范围：直线运动、曲线运动、恒力做功、变力做功、同时做功、分段做功各种情况均适用． (3)动能定理既适用于一个持续的过程，也适用于几个分段过程的全过程． 第2课时 动能和动能定理 应用动能定理的一般步骤 1.选取研究对象,明确并分析运动过程. 2.分析受力及各力做功的情况（1）受哪些力?（2）每个力是否做功?（3）在哪段位移哪段过程中做功?（4）做正功还是负功? (5)做多少功? 求出代数和. 3.明确过程始末状态的动能Ek1及Ek2. 4.列方程W总=Ek2-Ek1,必要时注意分析题目潜在的条件,补充方程进行求解. 题型1 用动能定理求变力做功 如图示,质量为m的小物体静止于长l的木板边缘.现使板由水平放置绕其另一端O沿逆时针方向缓缓转过α角,转动过程中,小物体相对板始终静止,求板对物体的支持力对物体做的功. 图1 mglsin α 规律总结 用动能定理求解变力做功的注意要点: (1)分析物体受力情况,确定哪些力是恒力,哪些力是变力. (2)找出其中恒力的功及变力的功. (3)分析物体初末状态,求出动能变化量. (4)运用动能定理求解. 练习1 如图示,一根劲度系数为k的弹簧,上端系在天花板上,下端系一质量为mA的物体A,A通过一段细线吊一质量为mB的物体B,整个装置静止.试求:(1)若用剪刀将细线剪断,则刚剪断细线的瞬间物体A的加速度.(2)设剪断细线后,A物体上升至弹簧原长时的速度 为v,则此过程中弹力对 物体A做的功. 解析 (1)取A、B整体为研究对象,由平衡条件得 kx=(mA+mB)g,所以 (2)剪断瞬间,以A为研究对象,取向上为正方向, 有kx-mAg=mAaA,得 (3)剪断细线后,A物体上升的过程中,应用动能定 理得 答案 如图示,四分之三周长圆管的半径R=0.4 m,管口B和圆心O在同一水平面上,D是圆管的最高点,其中半圆周BE段存在摩擦,BC和CE段动摩擦因数相同,ED段光滑;质量m=0.5 kg、直径稍小于圆管内径的小球从距B正上方高H=2.5 m的A处自由下落,到达圆管最低点C时的速率为6 m/s,并继续运动直到圆管的最高点D飞出,恰能再次进入圆管,假定 小球再次进入圆筒时不计碰撞能量损失,取重力加速度g=10 m/s2,求 (1)小球飞离D点时的速度. (2)小球从B点到D点过程中克服摩擦所做的功. (3)小球再次进入圆管后,能否越过C点?请分析说 明理由. 方法提炼 当物体的运动是由几个物理过程所组 成,又不需要研究过程的中间状态时,可以把几个 物理过程看做一个整体进行研究,从而避开每个运 动过程的具体细节,具有过程简明、方法巧妙、运 算量小等优点.特别是初末速度均为零的题目,显得 简捷、方便.对于多过程的问题要找到联系两过程 的相关物理量. 练习2 如图示,质量m=1 kg的木块静止在高h=1.2 m的平台上,木块与平台间的动摩擦因数μ=0.2,用水平推力F=20 N,使木块产生位移l1=3 m时撤去,木块又滑行l2=1 m时飞出平台,求木块落地 时速度的大小? 解得： 解法二 对全过程由动能定理得 Fl1-μmg(l1+l2)+mgh= 代入数据: 答案 如图示,一条轻质弹簧左端固定在竖直墙面上,右端放一个可视为质点的小物块,小物块的质量为m=1.0 kg,当弹簧处于原长时,小物块静止于O点.现对小物块施加一个外力F,使它缓慢移动,将弹簧压缩至A点,压缩量为x=0.1 m,在这一过程中,所用外力F与压缩量的关系如图乙所示.然后撤去F释放小物块,让小物块沿桌面运动,已知O点至桌边B点的距离为L=2x,水平桌面的高为h=5.0 m,计算时,可用滑动摩擦力近似等于最大静摩擦力.(g取10 m/s2) 求: (1)在压缩弹簧过程中,弹簧存贮的最大弹性势能. (2)小物块到达桌边B点时速度的大小. (3)小物块落地点与桌边B的水平距离. 乙 甲 解析 (1)取向左为正方向,从F—x图中可以看出, 小物块与桌面间的滑动摩擦力大小为 Ff=1.0 N,方向为负方向 ① 在压缩过程中,摩擦力做功为Wf=-Ff·x=-0.1 J ② 由图线与x轴所夹面积可得外力做功为 WF=(1.0+47.0)×0.1÷2 J=2.4 J ③ 所以弹簧存贮的弹性势能为 Ep=WF+Wf=2.3 J ④ (2)从A点开始到B点的过程中,由于L=2x,摩擦力做 功为Wf′=Ff·3x=0.3 J ⑤ 对小物块用动能定理有 ⑥