动能定理的应用教学课件.ppt

1、重庆市永川中山中学物理课件动能定理的应用一、简要复习动能定理21222121mvmvWF计算 方法 末状态动能初状态动能二、应用动能定理解题步骤：1。找对象：（通常是单个物体）2。作二分析 受力分析 运动情况分析3。确定各力做功。4。建方程：21222121mvmvWF三、应用举例：（一）关于变力做功的问题例1.一个质量为m的小球拴在轻绳的一端，另一端用大小为F1的拉力作用，在光滑水平面上做半径为R1的匀速圆周运动，如图所示，今改变拉力，当大小变为F2，使小球仍在水平面上做匀速圆周运动，但半径变为R2，小球运动半径由R1变为R2过程中拉力对小球做的功多大？F解:设半径为R1、R2对小球做圆周运

2、动的线速度大小分别 是V1、V2，由向心力公式和牛顿第二定律得 1211RVmF 2222RVmF.根据动能定理有:21222121mvmvW联解式得:)(211122RFRFW四、应用动能定理解力学综合题常用过程整体法 解物理问题做到“三优先”：1.优先考虑整体法 研究对象整体法 过程整体法 2.优先考虑动能定理 3.优先考虑能的转化和守恒定律例2、如图所示，物体从高为h的斜面体的顶端A由静止开始滑下，滑到水平面上的B点静止，A到B的水平距离为S，求：物体与 接触面间的动摩擦因数（已知：斜面体和水平面都由同种材料 制成）解:(法一,过程分段法)设物体质量为m,斜面长为L,物体与接触面间的动摩

3、擦因数为 ,滑到C点的速度为V,根据动能定理有:DCSlmvmglmghcos21cos2而物体从C滑到B,根据动能定理得:shSSSmvmgSCBDCCB221联解得（法二：过程整体法）物体从A由静止滑到B的过程中，根据动能定理得：shSSlmgSmglmghCBCBcos0cos而联解和式得.例3.一个质量为m，带有电荷-q的小物体，可沿水平轨道ox运动，o端有一与轨道垂直的固定墙,轨道处于匀速电场中,场强大小为,方向ox轴正方向,如图所示,小物体以初速度V0从x0点沿ox轨道运动,运动时受到大小不变的摩擦力f的作用,且fqE,设小物体与墙壁碰撞时，不损失机械能,且电量保持不变,求它在停止

4、运动前所通过的总路程。EXOx0解 法一:(过程整体法)带电体以V0的初速度运动的全过程中,由于和墙壁碰撞无机械能损失,因而只有电场力qE和摩擦力f对带电体做功又由于带电体所受向左的电场力大于摩擦力,因此带电体只能静止在O点处,根据动能定理得:20021mvfsqEx解上式得 带电体运动的总路程fmvqExs20021法二:(过程分段法)解略再 见2002年10月16日第三课时第三课时 1 1、动能、动能Ek=mv2/2，式中，式中v是物体的瞬时速度是物体的瞬时速度的大小，即瞬时速率（简称速率）。的大小，即瞬时速率（简称速率）。2、动能定理、动能定理W 总总=Ek 应用动能定理的一般思维程序：

5、应用动能定理的一般思维程序：1、确定研究对象，进行受力分析，认真画出受力、确定研究对象，进行受力分析，认真画出受力分析示意图；分析示意图；2、若问题中涉及到、若问题中涉及到F、s、v、m 等物理量，考虑等物理量，考虑用动能定理！用动能定理！3、确定研究的物理过程（起点和终点），分析这、确定研究的物理过程（起点和终点），分析这过程中过程中有哪些力对研究对象作功，作了多少功，正功还有哪些力对研究对象作功，作了多少功，正功还是负功，是负功，求出总功；求出总功；4、确定研究过程起点和终点的动能，列出动能定、确定研究过程起点和终点的动能，列出动能定理表达式；理表达式；5、求解，必要时讨论结果的合理性。、

6、求解，必要时讨论结果的合理性。动能动能 动能定理动能定理动能定理的应用动能定理的应用1、常规题（匀变速直线运动）、常规题（匀变速直线运动）3、求变力做功问题、求变力做功问题2、多过程问题、多过程问题4、求解曲线运动问题、求解曲线运动问题5、其它问题、其它问题一辆质量一辆质量m m，速度，速度v v0 0的汽车在关闭发动机后的汽车在关闭发动机后在水平地面上滑行了距离在水平地面上滑行了距离L L后停了下来，试后停了下来，试求汽车受到的阻力？求汽车受到的阻力？例题例题用拉力用拉力F使一个质量为使一个质量为m的木箱由静止开始在水的木箱由静止开始在水平冰道上移动了平冰道上移动了s，拉力，拉力F跟木箱前进

7、的方向的跟木箱前进的方向的夹角为夹角为，木箱与冰道间的摩擦因数为，木箱与冰道间的摩擦因数为，求木，求木箱获得的速度？箱获得的速度？21cos(sin)02FmgFsmv质量为质量为20g的子弹，以的子弹，以300m/s的速度水平射入厚的速度水平射入厚度是度是10mm的钢板，射穿后的速度是的钢板，射穿后的速度是100m/s，子，子弹受到的平均阻力是多大？弹受到的平均阻力是多大？lmfv0v 子弹问题子弹问题 一颗子弹速度为一颗子弹速度为v时，刚好打穿一块钢时，刚好打穿一块钢板，那么速度为板，那么速度为2v时，可打穿几块同时，可打穿几块同样的钢板？要打穿样的钢板？要打穿n块同样的钢板，块同样的钢板

8、，子弹速度应为多大？子弹速度应为多大？子弹问题子弹问题 子弹问题子弹问题以速度以速度v水平飞行的子弹先后穿透两块由同水平飞行的子弹先后穿透两块由同种材料制成的木板，木板对子弹的平均作种材料制成的木板，木板对子弹的平均作用力相等，若子弹穿透两块木板后的速度用力相等，若子弹穿透两块木板后的速度分别为分别为0.8v和和0.6v,则两块木板的厚度之比为则两块木板的厚度之比为_?一物体静止在不光滑的水平面上，已知一物体静止在不光滑的水平面上，已知m=1kgm=1kg，=0.1,=0.1,现用水平外力现用水平外力F=2NF=2N拉拉其运动其运动5m5m后立即撤去水平外力后立即撤去水平外力F,F,求其还求其

9、还能滑多远能滑多远?Fv0vl=0.1=0.1ffx=0=015m 多过程问题多过程问题 直线运动直线运动 多过程问题多过程问题 直线运动直线运动用拉力用拉力F使一个质量为使一个质量为m的木箱由静止开始的木箱由静止开始在水平面上运动在水平面上运动S后撤掉后撤掉F,木箱与水平面间木箱与水平面间的摩擦系数为的摩擦系数为,求撤掉求撤掉F后木箱滑行的距离后木箱滑行的距离L？Fv0v=0SL=?多过程问题多过程问题 直线运动直线运动铁球铁球1m高处掉入沙坑高处掉入沙坑,则已知铁球在下陷过程中受则已知铁球在下陷过程中受到沙子的平均阻力为铁球重力的到沙子的平均阻力为铁球重力的20倍倍,则铁球在沙则铁球在沙中

10、下陷深度为多少中下陷深度为多少m?Hh多过程问题多过程问题 （直线运动）（直线运动）Hhmgmgf解法一：分段列式解法一：分段列式2102mgHmv自由下落：自由下落：2102mghfhmv沙坑减速：沙坑减速：解法二：全程列式解法二：全程列式()0mg Hhfh以一恒定的初速度以一恒定的初速度V V0 0竖直向上抛出一小球，小球上升竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为的最大高度为h h，空气阻力的大小恒定不变，则小球回，空气阻力的大小恒定不变，则小球回到出发点时的速度是多大？到出发点时的速度是多大？hGfGfv0v 瞬间力做功问题瞬间力做功问题运动员踢球的平均作用力为运动员踢球的平均作用力

11、为200N,把一个静止的质把一个静止的质量为量为1kg的球以的球以10m/s的速度踢出的速度踢出,水平面上运动水平面上运动60m后停下后停下,则运动员对球做的功则运动员对球做的功?FS=60mvov=0求变力做功问题求变力做功问题如果运动员踢球时球以如果运动员踢球时球以10m/s10m/s迎面飞来迎面飞来,踢出速度仍为踢出速度仍为10m/s,10m/s,则运动员对球做的功为多少则运动员对球做的功为多少?某人从某人从12.5m12.5m的高楼顶突然向上抛出一个小球，不计的高楼顶突然向上抛出一个小球，不计空气阻力，小球脱手时的速度是空气阻力，小球脱手时的速度是5m/s5m/s，小球的质量为，小球的

12、质量为0.6kg0.6kg（g=10m/sg=10m/s2 2)，则人对小球所做功的大小是多少？，则人对小球所做功的大小是多少？瞬间力做功问题瞬间力做功问题质量为质量为m的跳水运动员，从高为的跳水运动员，从高为H的跳台上，以速率的跳台上，以速率v1起跳，落水时的速度为起跳，落水时的速度为v2，那么起跳时运动员所，那么起跳时运动员所做的功是多少？做的功是多少？在在20m20m高处，某人将高处，某人将2kg2kg的铅球以的铅球以15m15ms s的速度的速度（水平）抛出，那么此人对铅球做的功是多少？（水平）抛出，那么此人对铅球做的功是多少？求变力做功问题求变力做功问题（平均力做功问题）（平均力做功

13、问题）一颗质量一颗质量m=10g的子弹，以速度的子弹，以速度v=600ms从枪口飞出，子弹飞出枪口时的动能为多少？从枪口飞出，子弹飞出枪口时的动能为多少？若测得枪膛长若测得枪膛长s=0.6m，则火药引爆后产生的，则火药引爆后产生的高温高压气体在枪膛内对子弹的平均推力多高温高压气体在枪膛内对子弹的平均推力多大？大？2102F smv 21182kEmvJ30FN一列货车的质量为一列货车的质量为5.05.010105 5kg,kg,在平直轨道以额在平直轨道以额定功率定功率3000kw3000kw加速行驶加速行驶,当速度由当速度由10m/s10m/s加速加速到所能达到的最大速度到所能达到的最大速度3

14、0m/s30m/s时时,共用了共用了2min,2min,则这段时间内列车前进的距离是多少则这段时间内列车前进的距离是多少?Ffv0vx求变力做功问题求变力做功问题 （与机车相联系的问题）（与机车相联系的问题）求变力做功问题求变力做功问题 （与机车相联系的问题）（与机车相联系的问题）vt0mvt55005.0 10mtkg2min120tsmPfFv速度最大时：速度最大时：2102mPtfsmv应用动能定理：应用动能定理：f 恒定恒定vt 求解曲线运动问题求解曲线运动问题从高为从高为5m处以水平速度处以水平速度8m/s抛出一质量为抛出一质量为0.2kg的皮球的皮球,皮球落地速度为皮球落地速度为1

15、2m/s,求此过求此过程中皮球程中皮球克服克服空气阻力做的功空气阻力做的功?(g=9.8m/s2)h=5mvo2J某人从距地面某人从距地面25m高处水平抛出一小球，小球高处水平抛出一小球，小球质量质量100g，出手时速度大小为，出手时速度大小为10m/s,落地时速落地时速度大小为度大小为16m/s，取，取g=10m/s2，试求：，试求：（1）人抛球时对小球做多少功？人抛球时对小球做多少功？（2）小球在空中运动时克服阻力做功多少？）小球在空中运动时克服阻力做功多少？求解曲线运动问题求解曲线运动问题求解曲线运动问题求解曲线运动问题V0HV20102Wmv人人抛球：人抛球：2201122fmghWm

16、vmv球在空中：球在空中：列式时要注意列式时要注意W合合和和Ek的正负的正负5J,17.2J如图所示，质量为如图所示，质量为1kg的木块（可视为质点）静的木块（可视为质点）静止在高止在高1.2m的平台上，木块与平台间的动摩擦的平台上，木块与平台间的动摩擦因数为因数为0.2，用水平推力，用水平推力20N使木块产生位移使木块产生位移3m时撤去，木块又滑行时撤去，木块又滑行1m时飞出平台，求木块落时飞出平台，求木块落地时速度的大小？地时速度的大小？8 2/vm s多过程问题多过程问题（直线曲线）（直线曲线）102FfGkWWWEmv 全程列式：全程列式：21121()2Fsmg ssmghmv如图所示如图所示,光滑光滑1/41/4圆弧半径为圆弧半径为0.8m,0.8m,有一质量为有一质量为1.0kg1.0kg的物体自的物体自A A点从静止开始下滑到点从静止开始下滑到B B点点,然后沿水平面前进然后沿水平面前进4m,4m,到达到达C C点停止点停止.求求:(1)(1)在物体沿水平运动中摩擦力做的功在物体沿水平运动中摩擦力做的功.(2)(2)物体与水平面间的动摩擦因数物体与水平面间的动摩擦因数.oABCGfRx