动能定理--一轮复习PPT

基础知识回顾动能1．定义：物体由于运动而具有的能．2．公式：Ek＝12mv2.3．单位：J,1J＝1N·m＝1kg·m2/s2.4．矢标性：动能是标量，只有正值．5．动能的变化量：末动能减初动能，是过程量运动12mv2标量末动能动能定理内容合外力对物体所做的功等于物体动能的变化表达式W＝ΔEk＝12mv22－12mv21对定理的理解W0，物体的动能增加W0，物体的动能减少W＝0，物体的动能不变动能的变化12mv22－12mv21增加减少适用条件(1)动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动(2)既适用于恒力做功，也适用于变力做功(3)力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以不同时作用曲线运动变力做功不同时作用提问与讨论Page6答：物体受到多个外力作用时，计算合外力的功，要考虑各个外力共同做功产生的效果，一般有如下两种方法：(1)先由力的合成与分解法或根据牛顿第二定律求出合力F合，然后由W＝F合lcosα计算．(2)由W＝Flcosα计算各个力对物体做的功W1、W2、…、Wn然后将各个外力所做的功求代数和．即W合＝W1＋W2＋…＋Wn.问：计算总功有哪些方法？等号表明合力做功与物体动能的变化间的三个关系：(1)数量关系：即合外力所做的功与物体动能的变化具有等量代换关系．可以通过计算物体动能的变化，求合力的功，进而求得某一力的功．(2)单位相同，国际单位都是焦耳．(3)因果关系：合外力的功是引起物体动能变化的原因．了解：动能定理公式中等号的意义Page8用动能定理时，只需要从力在整个位移内做的功和这段位移始末两状态动能变化去考虑，无需注意其中运动状态变化的细节，同时动能和功都是标量，无方向性，所以无论是直线运动还是曲线运动，计算都会特别方便．用动能定理有什么优点？例1如图是某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置．当太阳光照射到小车上方的光电板时，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进．若小车在平直的水泥路上从静止开始加速行驶，经过时间t前进距离s，速度达到最大值vm，设这一过程中电动机的功率恒为P，小车所受阻力恒为F，那么这段时间内电动机所做的功为()A.Fs2B.PtC.12mv2mD.12mv2m＋Fs[解析]电动机所做的功指的是牵引力做的功，而F＝Pv，功率P恒定，加速过程中牵引力减小，计算变力做功不能应用定义式．可以由动能定理计算，即W－Fs＝12mv2m，则W＝Fs＋12mv2m.还可以通过恒定功率计算，即W＝Pt.[答案]BD[归纳拓展]应用动能定理可以求恒力的功，可以求变力的功，可以求未知力的功，特别是当某个力的大小和方向都不能确定时，可以应用动能定理很方便地求出此力的功．[练习1]如图所示，电梯质量为M，地板上放置一质量为m的物体．钢索拉电梯由静止开始向上加速运动，当上升高度为H时，速度达到v，则()A．地板对物体的支持力做的功等于12mv2B．地板对物体的支持力做的功等于mgHC．钢索的拉力做的功等于12Mv2＋MgHD．合力对电梯做的功等于12Mv2解析：对物体应用动能定理：WFN－mgH＝12mv2，故WFN＝mgH＋12mv2，A、B均错；以电梯和物体整体为研究对象应用动能定理，钢索拉力做的功，WF拉＝(M＋m)gH＋12(M＋m)v2，故C错误；由动能定理知，合力对电梯做的功应等于电梯动能的变化12Mv2，故D正确．答案：D方法总结、练习提高Page14思考：用动能定理解题时，要注意哪些问题？(2)要弄清各力做功情况，计算时应把已知功的正、负代入动能定理表达式．(1)正确分析物体受力，要考虑物体受到的所有力，包括重力．•(4)在应用动能定理解决问题时，动能定理中的位移、速度各物理量都要选取同一个惯性参考系，一般都选地面为参考系．•(5)功和动能都是标量，动能定理表达式是一个标量式，不能在某一个方向上应用动能定理．(3)有些力在物体运动全过程中不是始终存在，导致物体的运动包括几个物理过程，物体运动状态、受力情况均发生变化，因而在考虑外力做功时，必须根据不同情况分别对待．总结：应用动能定理解题的一般步骤•(1)选取研究对象，明确它的运动过程．(2)分析研究对象的受力情况和各力的做功情况：(3)明确物体在过程的始末状态的动能Ek1和Ek2.(4)列出动能定理的方程W合＝Ek2－Ek1，及其他必要的解题方程，进行求解．受哪些力―→各力是否做功―→做正功还是做负功―→做了多少功―→各功的代数和例2总质量为80kg的跳伞运动员从离地500m的直升机上跳下，经过2s拉开绳索开启降落伞，如图所示是跳伞过程中的v－t图，试根据图象求：(g取10m/s2)(1)t＝1s时运动员的加速度和所受阻力的大小．(2)估算14s内运动员下落的高度及克服阻力做的功．(3)估算运动员从飞机上跳下到着地的总时间．[解析](1)从图中可以看出，在t＝2s内运动员做匀加速运动，其加速度大小为a＝vtt＝162m/s2＝8m/s2设此过程中运动员受到的阻力大小为f，根据牛顿第二定律，有mg－f＝ma得f＝m(g－a)＝80×(10－8)N＝160N(2)从图中估算得出运动员在14s内下落了h＝39.5×2×2m＝158m根据动能定理，有mgh－Wf＝12mv2所以有Wf＝mgh－12mv2＝(80×10×158－12×80×62)J＝1.25×105J[练习2]如图所示，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．(3)14s后运动员做匀速运动的时间为t′＝H－hvt＝500－1586s＝57s运动员从飞机上跳下到着地需要的总时间t总＝t＋t′＝(14＋57)s＝71s.思路分析：木板缓缓转动过程中，物体所受支持力的大小、方向怎样变化？解析：由力的平衡条件可知，支持力FN＝mgcosα，随板的转动(α增大)而减少，而方向始终与物体的速度方向同向，是一个变力．对物体的运动过程应用动能定理，有WN＋WG＋Wf＝0其中Wf为静摩擦力做的功，且Wf＝0，WG＝mglsinα，所以WN＝mglsinα.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．谢谢各位领导、老师和同学