动能定理 (2) 市级比赛公开课课件

动能定理海口一中概念：一个物体能够对外做功，就说这个物体具有能量一、能回忆以前所接触过的各种形式的能动能、重力势能、弹性势能二、功和能⑴弹簧把小球弹开⑵人拉拉力器⑶举重运动员举起重物⑷小球从高处下落⑸起重机提升重物⑴弹性势能———————动能⑵化学能———————弹性势能⑶化学能———————重力势能⑷重力势能———————动能⑸电能———————机械能弹力做功拉力做功举力做功重力做功拉力做功做功的过程就是能量转化的过程，能量的转化必须通过做功来完成。做了多少功就有多少能量发生转化。功是能量转化的量度功和能的区别：1功不是能。2功是过程量，能是状态量。3功和能不能相互转化。四、动能运动的物体能够对外做功，因此运动的物体具有能量物体由于运动而具有的能量叫动能物体动能的大小与哪些因素有关？什么关系呢？动能表达式221mvEK=动能是标量动能的单位焦耳J动能是状态量但是：物体的状态变化，动能不一定发生变化,为什么?只有正值,与速度方向无关瞬时性相对性光滑水平面上有一质量为m的物体，初速度为v0，受到一与运动方向相同的恒力作用，经过一段时间速度增加到vt,试求这个过程中合力的功。2022121mvmvwt合动能的大小等于物体质量与物体速度的平方的乘积的一半2202vvmmassFwt合合1.动能定理表述：外力对物体所做的总功等于物体动能的变化。五、动能定理公式:2022121mvmvWt总外力的总功末状态动能初状态动能或：W总＝Ek2-Ek1＝ΔEk例题4、质量为1Kg的小球，以5m/s的速率竖直向下抛出，不计空气阻力，落地时的速度大小为15m/s，问抛出点离地面的高度？10m动能定理的应用步骤：(1)明确研究对象(2)明确研究过程(3)对研究对象进行受力分析，并确定各力所做的功，求出这些力的功的代数和。对研究对象的运动过程进行分析，确定始、末态的动能。(未知量用符号表示)，(4)根据动能定理列出方程W总＝Ek2-Ek1(5)求解方程、分析结果功：是力对空间的积累积累的效应：是使物体的动能发生变化2、对动能定理的理解a．对总功的理解例题2、一辆质量m=5吨的载重汽车开上一坡路,坡路的长L=100m,坡顶与坡底的高度差h=10m,汽车上坡前的速度v0=10m/s,到达坡顶的速度为vt=5m/s.已知汽车上坡过程中受到的阻力恒为车重的0.005倍,求汽车发动机的牵引力有多大?5625N例1、用拉力F拉一个质量为m的木箱由静止开始在水平冰道上移动了S,拉力F跟木箱前进的方向的夹角为α,木箱与冰道间的动摩擦因数为μ,求木箱获得的速度.FFNfGb．对该定理标量性的认识动能定理中各项均为标量如匀速圆周运动过程中，合外力方向指向圆心，与位移方向始终保持垂直，所以合外力做功为零，动能变化亦为零。例题3、质量为24Kg的滑块，以4m/s的初速度在光滑水平面上向左滑行，从某时刻起，在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间，滑块的速度方向变为向右，大小为4m/s，在这段时间内水平力做的功是。0例题4．一物体做变速运动时，下列说法正确的是A．合外力一定对物体做功，使物体动能改变B．物体所受合外力一定不为零C．合外力一定对物体做功，但物体动能可能不变D．物体加速度一定不为零BD例题1：木块原来静止，斜面光滑,比较滑到底端的速度大小?如果斜面粗糙,木块与斜面的动摩擦因数都相同，比较滑到底端的速度大小?相同2、用外力缓慢地将物块从B位置拉到A位置，外力要做多少功？1、求μ例2hsABm例3hsθθ的意义??用动能定理解决变力做功的方法:一般不直接求功,而是先分析动能变化,再由动能定理求功.[例1]从高为h处水平地抛出一个质量为m的小球,落地点与抛出点水平距离为s,求抛球时人对球所做的功.ms2g/4h例2:质量为m的汽车,启动后在发动机的功率保持不变的条件下行驶,经时间t前进距离为s后,速度为v,若行驶中受到的阻力恒为f,求汽车发动机的功率?例题3、一质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂在O点，小球在水平拉力F作用下，从平衡位置P点缓慢地移到Q点，如图，力F做的功是。OPQFθ例4、质量为m的跳水运动员从高为H的跳台上以速率v1起跳，落水时的速率为v2，运动中遇有空气阻力，那么1、运动员起跳时做了多少功?2、在空中运动过程中克服空气阻力做了多少功？V1HV2Ffmg1.动能定理的另一种表示:W合=W1+…=△EK。2.运用动能定理对复杂过程列式求解的方法：⑴分段列式法；⑵全程列式法。例1、质量为1kg物体与水平面间摩擦力为5N,在10N水平力作用下由静止开始前进2m后撤去外力,再前进1m,此时物体仍在运动,其速度为多大?物体最终停止运动,其经过的全部位移为多大?3.16m/s4m例2、钢球从高处向下落，最后陷入泥中，如果空气阻力可忽略不计，陷入泥中的阻力为重力的n倍，求：钢珠在空中下落的高度H与陷入泥中的深度h的比值H∶h=?hHmgmgFf例3、质量为m的物体以速度v竖直向上抛出，物体落回地面时，速度大小为3v/4，设物体在运动中所受空气阻力大小不变，求：（1）物体运动中所受阻力大小；（2）物体以初速度2v竖直抛出时最大高度；（3）若物体与地面碰撞中无能量损失，求物体运动的总路程。典型模型1：子弹打木块1．如图1所示，一木块放在光滑水平面上，一子弹水平射入木块中，射入深度为d，平均阻力为f．设木块离原点s远时开始匀速前进，下列判断正确的是[]A．功fs量度子弹损失的动能；B．f（s＋d）量度子弹损失的动能C．fd量度子弹损失的动能；D．fd量度子弹、木块系统总机械能的损失。1．BD模型2：斜面2、一个质量=1kg的物体放在倾角=37°的光滑斜面底部，现用一个平行斜面向上的力拉物体，经时间=2s，力停止作用，再经时间=2s，物体恰好回到斜面底部。（sin37°=0.6cos37°=0.8）求：（1）力的大小。（2）物体回到斜面底部时的动能的大小。αm解：设物体沿斜面向上运动时的加速度为，向下运动时的加速度为，力F停止作用时物体的位移为S，速度为V1。物体作向上运动时物体向下运动时2121tastav1122121tatvs22122121212121tatatatvta123aa1sinmamgF222/66.010sinsinsmgamamgmmgFgsin3sinNmgF86.010134sin34221/262131smaamtas4222121221JFSEmvFskt32482121a2a6、如图10所示，一小物块从倾角θ=37°的斜面上的A点由静止开始滑下，最后停在水平面上的C点.已知小物块的质量m=0.10kg，小物块与斜面和水平面间的动摩擦因数均为μ=0.25，A点到斜面底部B点的距离L=0.50m，斜面与水平面平滑连接，小物块滑过斜面与水平面连接处时无机械能损失.求：(1)小物块在斜面上运动时的加速度；(2)BC间的距离；(3)若在C点给小物块一水平初速度使小物块恰能回到A点，此初速度为多大.（sin370=0.6，cos370=0.8，g=10m/s2）（2）小物块由A运动到B，根据运动学公式有（3）设小物块在C点以初速度vC运动，恰好回到A点，由动能定理得（）小物块受到斜面的摩擦力1fmg1cos在平行斜面方向由牛顿第二定律mgfmasin1解得aggmssincos./402vaLvaLmsBB22220解得./小物块由运动到的过程中所受摩擦力为BCfmg2根据动能定理有：fsmvBCB22012解得smBC080.mgLfLfsmvBCCsin122012解得vmsmsC2335/./练习：在海滨游乐场里有一种滑沙的游乐活动。如图所示，人坐在滑板上从斜坡的高处由静止开始滑下，滑到斜坡底端B点后沿水平的滑道再滑行一段距离到C点停下来。若某人和滑板的总质量m＝60.0kg，滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数相同，大小为μ＝0.50，斜坡的倾角θ＝37°。斜坡与水平滑道间是平滑连接的，整个运动过程中空气阻力忽略不计，重力加速度g取10m／s2。(1)人从斜坡滑下的加速度为多大?(2)若出于场地的限制，水平滑道的最大距离为L＝20.0m，则人在斜坡上滑下的距离AB应不超过多少?(sin37°=0.6，cos37°＝0.8)根据牛顿第二定律：根据动能定理：sincosmgmgma2(sincos)2/agmssincos00ABABBCmgSmgSmgS50sincosBCABSSm练习2、如图所示，质量m=100g的小物块，从距地面h=2.0m处的斜轨道上由静止开始下滑，与斜轨道相接的是半径r=0.4m的圆轨道，若物体运动到圆轨道的最高点A时，物块轨道的压力恰好等于它自身所受的重力，求物块从开始下滑到A点的运动过程中，克服阻力做的功.(g=10m/s2)解：设物块克服阻力做功的Wf,物块在A点的速度为vA,由动能定理得：（1）3分对在A时的物块受力分析，设N为轨道对物块的压力，由牛顿第二定律得：（2）3分设物块对轨道的压力为N′，据牛顿第三定律知：N′与N大小相等，据题意：N′=mg,∴N=N′=mg（3）1分联立（1）（2）（3）并代入数据得：Wf=0.8J2分221)2(AfmvWrhmgrvmmgNA2典型3：传送带模型9、如图所示，为机场安全检查使用的水平传送带，它的水平传送带AB的长度为L=6m，两皮带轮直径均为D=0.2m，上面传送带距地面高为H=0.45m，与传送带等高的光滑水平台面上有一旅行包以v0=5m/s的初速度滑上传送带，旅行包与传送带间的动摩擦因数μ=0.2，g取10m/s2。求：（1）若传送带静止，旅行包滑到B端时，人没有及时取下，包将从B处滑出，则包的落地点距B端的水平距离S。（2）当皮带轮匀速转动时，为了防止旅客包中的易碎物品的损坏，应在地面上放置缓冲垫，缓冲垫距B端的水平距离为多少?缓冲垫至少要多长?(皮带不打滑，缓冲垫厚度忽略不计)HLv0BA解：⑴旅行包从传送带的A端滑到B端的过程中，由动能定理W合=△Ek得-μmgL=(1/2)mvB2－(½)mv02(2分)∴vB==1m/s(2分)旅行包从B端滑出后作平抛运动，竖直方向有H=1/2gt2∴t==0.3s(1分)水平方向有S=vBt=0.3m(1分)⑵若包从B端滑出时有最小速度，则从A到B的过程中，摩擦力对包始终做负功，所以有－μmgL=(1/2)mvBmin2－(1/2)mv02(2分)∴vBmin==1m/s(2分)∴Smin=vBmint=0.3m即缓冲垫距B端的水平距离为0.3m，(2分)若包从B端滑出时有最大速度，则从A到B的过程中，摩擦力对包始终做正功，所以有μmgL=(1/2)mvBmax2－(1/2)mv02(2分)∴vBmax==7m/s(2分)∴Smax=vBmaxt=2.1m(2分)即缓冲垫的长度至少为l=Smax－Smin=1.8m(2分)练习：如图所示，传送带与地面倾角θ=370，从A到B的长度为16m，传送带以10m/s的速率逆时针转动，在传送带上的A处无初速地释放一个质量为0.5kg的物体，它与传送带之间的动摩擦因数为0.5。求：（1）物体从A运动到B所需的时间；2）此过程中传送带对物体的摩擦力所做的功；（3）此过程中传送带与物体构成的系统摩擦所产生的热。AB解（1）设A物体由静止到达到10m/s的速度所走位移为S1，所用时间为t1，加速度为a1。经受力分析知：解得由匀变速直线运动的速度位移公式得＜16m物体速度大于10m/s后，所受摩擦力方向改为沿带向上，此时加速度（2分）所以，后一阶段所用时间由解得物体从A到B所需时间为T=t1+t2=2s（1分）（2）摩擦力对