浙江省高考物理-动能定理复习课件.ppt
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- 浙江省 高考 物理 动能 定理 复习 课件
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1、2014高三物理新课标高三物理新课标19 动能定理动能定理一、利用动能定理求解变力做功问题一、利用动能定理求解变力做功问题 例例1、如图所示,质量为如图所示,质量为m的物块与转台之间能出现的的物块与转台之间能出现的最大静摩擦力为物块重力的最大静摩擦力为物块重力的k倍,物块与转轴倍,物块与转轴OO相距相距R,物块随转台由静止开始转动当转速增加到一定,物块随转台由静止开始转动当转速增加到一定值时,物块即将在转台上滑动,在物块由静止到滑动值时,物块即将在转台上滑动,在物块由静止到滑动前的这一过程中,转台对物块的静摩擦力对物块做的前的这一过程中,转台对物块的静摩擦力对物块做的功为功为()A0 B2km
2、gRC2kmgR D12kmgRD应用动能定理解题的步骤应用动能定理解题的步骤(1)选取研究对象,明确并分析运动过程;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,求出总功;分析受力及各力做功的情况,求出总功;(3)明确过程始、末状态的动能明确过程始、末状态的动能Ek1及及Ek2;(4)列方程列方程WEk2Ek1,必要时注意分析题目潜在,必要时注意分析题目潜在的条件,列辅助方程进行求解。的条件,列辅助方程进行求解。动能定理的应用动能定理的应用对象、过程、规律对象、过程、规律变式题:变式题:如图所示,一环状物体套在光滑水平直杆上,如图所示,一环状物体套在光滑水平直杆上,能沿杆
3、自由滑动,绳子一端系在物体上,另一端绕过定能沿杆自由滑动,绳子一端系在物体上,另一端绕过定滑轮,用大小恒定的力滑轮,用大小恒定的力F拉着,使物体沿杆自左向右滑拉着,使物体沿杆自左向右滑动,物体在杆上通过动,物体在杆上通过a、b、c三点时的动能分别为三点时的动能分别为Eka、Ekb、Ekc,且,且abbc,滑轮质量和摩擦均不计,则下列,滑轮质量和摩擦均不计,则下列关系中正确的是关系中正确的是()AEkbEkaEkcEkbBEkbEkaEkcEkbCEkbEkaEkcEkbDEkaEkbEkcefCD2如图所示,在半径为如图所示,在半径为1 m的圆形轨道上,将质量的圆形轨道上,将质量为为1 kg的
4、物体从的物体从A点由静止开始沿轨道下滑,到点由静止开始沿轨道下滑,到B点点时速度为时速度为1 m/s.求物体从求物体从A到到B过程中克服阻力做了过程中克服阻力做了多少功?多少功?(g取取10 m/s2)9.5 J1动能定理公式中动能定理公式中“=”的意义的意义(1)数量关系:数量关系:即合外力所做的功与物体动能的变化具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。合力的功,进而求得某一力的功。(2)单位相同:单位相同:国际单位都是焦耳。国际单位都是焦耳。(3)因果关系:因果关系:合外力
5、的功是引起物体动能变化的原因。合外力的功是引起物体动能变化的原因。2对动能定理的理解对动能定理的理解(1)动能定理叙述中所说的动能定理叙述中所说的“外力外力”,既可以是重力、,既可以是重力、弹力、摩擦力,也可以是电场力、磁场力或其他力。弹力、摩擦力,也可以是电场力、磁场力或其他力。(2)利用动能定理可以讨论合力做功或某一个力做功的利用动能定理可以讨论合力做功或某一个力做功的情况。情况。W总总Ek2Ek1二、多过程问题的求解二、多过程问题的求解 动能定理反映的是物体两个状态的动能变化与在动能定理反映的是物体两个状态的动能变化与在这两个状态之间外力所做总功的量值关系。应用动能这两个状态之间外力所做
6、总功的量值关系。应用动能定理解答运动问题时,只需要考虑力在整个位移内做定理解答运动问题时,只需要考虑力在整个位移内做的功和这段位移始末两个状态动能的变化,无需注意的功和这段位移始末两个状态动能的变化,无需注意物体的运动性质、运动轨迹及运动状态变化等细节。物体的运动性质、运动轨迹及运动状态变化等细节。若过程包含了几个运动性质不同的分过程,既可以分若过程包含了几个运动性质不同的分过程,既可以分段考虑,也可对整个过程考虑。求合外力做的功时,段考虑,也可对整个过程考虑。求合外力做的功时,注意物体受力情况的变化,对那些不是全过程都存在注意物体受力情况的变化,对那些不是全过程都存在的力,应根据不同的情况分
7、别求出各力的总功。的力,应根据不同的情况分别求出各力的总功。2012浙江卷浙江卷:为了研究鱼所受水的阻力与其形状的关系,小为了研究鱼所受水的阻力与其形状的关系,小明同学用石蜡做成两条质量均为明同学用石蜡做成两条质量均为m、形状不同的、形状不同的“A鱼鱼”和和“B鱼鱼”,如图所示在高出水面,如图所示在高出水面H处分别静止释放处分别静止释放“A鱼鱼”和和“B鱼鱼”,“A鱼鱼”竖直下潜竖直下潜hA后速度减为零,后速度减为零,“B鱼鱼”竖竖直下潜直下潜hB后速度减为零。后速度减为零。“鱼鱼”在水中运动时,除受重力外,在水中运动时,除受重力外,还受浮力和水的阻力。已知还受浮力和水的阻力。已知“鱼鱼”在水
8、中所受浮力是其重力在水中所受浮力是其重力的的10/9倍,重力加速度为倍,重力加速度为g,“鱼鱼”运动的位移值远大于运动的位移值远大于“鱼鱼”的长度。假设的长度。假设“鱼鱼”运动时所受水的阻力恒定,空气运动时所受水的阻力恒定,空气阻力不计。求:阻力不计。求:(1)“A鱼鱼”入水瞬间的速度入水瞬间的速度vA1;(2)“A鱼鱼”在水中运动时所受阻力在水中运动时所受阻力fA;(3)“A鱼鱼”与与“B鱼鱼”在水中运动时所在水中运动时所 受阻力之比受阻力之比fA fB。例、例、如图所示,竖直面内有一粗糙斜面如图所示,竖直面内有一粗糙斜面AB,BCD部分是部分是一个光滑的圆弧面,一个光滑的圆弧面,C为圆弧的
9、最低点,为圆弧的最低点,AB正好是圆弧在正好是圆弧在B点的切线,圆心点的切线,圆心O与与A、D点在同一高度,点在同一高度,OAB=370,圆弧面的半径圆弧面的半径R=3.6 m,一滑块质量,一滑块质量m=5 kg,与,与AB斜面间斜面间的动摩擦因数的动摩擦因数=0.45,将滑块由,将滑块由A点静止释放求在以后点静止释放求在以后的运动中:的运动中:(sin 370=0.6,cos 370=0.8,g取取10 m/s2)(1)滑块在滑块在AB段上运动的总路程;段上运动的总路程;(2)在滑块运动过程中,在滑块运动过程中,C点受到的压力的最大值和最小值。点受到的压力的最大值和最小值。(1)8m (2)
10、102N 70N变式题:变式题:一轻弹簧左端固定在墙壁上,右端自由,一一轻弹簧左端固定在墙壁上,右端自由,一质量为质量为m的滑块从距弹簧右端的滑块从距弹簧右端L0的的P点以初速度点以初速度v0正正对弹簧运动,如图所示,滑块与水平面的动摩擦因数对弹簧运动,如图所示,滑块与水平面的动摩擦因数为为,在与弹簧碰后又反弹回来,最终停在距,在与弹簧碰后又反弹回来,最终停在距P点为点为L1的的Q点,求在滑块与弹簧的碰撞过程中弹簧的最大点,求在滑块与弹簧的碰撞过程中弹簧的最大压缩量。压缩量。3如图所示,一质量为如图所示,一质量为2 kg的铅球从离地面的铅球从离地面2 m高处自由下落,陷入沙坑高处自由下落,陷入
11、沙坑2 cm深处,求沙子对铅深处,求沙子对铅球的平均阻力球的平均阻力(g取取10 m/s2)F=2020 N如图所示,一辆汽车从如图所示,一辆汽车从A点开始爬坡,在牵引力不变点开始爬坡,在牵引力不变的条件下行驶的条件下行驶45 m的坡路到达的坡路到达B点时,司机立即关掉点时,司机立即关掉油门,以后汽车又向前滑行油门,以后汽车又向前滑行15 m停在停在C点,汽车的质点,汽车的质量为量为5103 kg,行驶中受到的摩擦阻力是车重的,行驶中受到的摩擦阻力是车重的0.25倍,取倍,取g10 m/s2,求汽车的牵引力做的功和它,求汽车的牵引力做的功和它经过经过B点时的速率点时的速率 多过程问题的求解策略
12、多过程问题的求解策略(1)对物体进行受力分析,确定物体运动过程中不同对物体进行受力分析,确定物体运动过程中不同阶段的受力情况,分析各个力的做功情况。阶段的受力情况,分析各个力的做功情况。(2)对物体进行运动分析,确定物体在各个过程中的对物体进行运动分析,确定物体在各个过程中的初、末速度,对不同阶段运用动能定理求解,这种初、末速度,对不同阶段运用动能定理求解,这种分段求解的方法需分清物体各阶段的运动情况,列分段求解的方法需分清物体各阶段的运动情况,列式较多。式较多。(3)如果能够得到物体全过程初、末动能的变化及全如果能够得到物体全过程初、末动能的变化及全过程中各力的功,对全过程应用动能定理即可。
13、过程中各力的功,对全过程应用动能定理即可。三、动能定理的综合运用三、动能定理的综合运用 例例3、山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动。一滑雪道山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动。一滑雪道ABC的底的底部是一段半径为部是一段半径为R的圆弧,圆弧的末端的圆弧,圆弧的末端C的切线沿水平方向,的切线沿水平方向,C点与地面之间是一悬崖峭壁,如图所示。已知点与地面之间是一悬崖峭壁,如图所示。已知A、C间的高度差间的高度差为为h,运动员连同滑雪装备总质量为,运动员连同滑雪装备总质量为m,开始时运动员从,开始时运动员从A点由点由静止下滑,滑到静止下滑,滑到C点后被水平抛出,当抛出时间为点后被水平抛出,当抛出时间为t
14、 时,迎面遭时,迎面遭遇一股强风,最终运动员落到了与起点遇一股强风,最终运动员落到了与起点A高差为高差为H的水平雪地上,的水平雪地上,落地时速度大小为落地时速度大小为v。不计遭遇强风前的空气阻力和雪道的摩擦。不计遭遇强风前的空气阻力和雪道的摩擦阻力,重力加速度为阻力,重力加速度为g。求:。求:(1)运动员到达运动员到达C点所受的支持力的大小;点所受的支持力的大小;(2)运动员刚遭遇强风时的速度大小及距运动员刚遭遇强风时的速度大小及距地面的高度;地面的高度;(3)强风对运动员所做的功。强风对运动员所做的功。变式题:变式题:如图甲所示,水平传送带的长度如图甲所示,水平传送带的长度L=6 m,皮带轮
15、,皮带轮以速度以速度v顺时针匀速转动。现在一质量为顺时针匀速转动。现在一质量为1 kg的小物块的小物块(可可视为质点视为质点)以水平速度以水平速度v0从从A点滑上传送带,越过点滑上传送带,越过B点后做点后做平抛运动,其水平位移为平抛运动,其水平位移为x,保持物块的初速度,保持物块的初速度v0不变,不变,多次改变皮带轮的速度多次改变皮带轮的速度v,依次测量水平位移,依次测量水平位移x,得到如图,得到如图乙所示的乙所示的xv图象。图象。(1)当当0v1 m/s时,物块在时,物块在A、B之间做什么运动?当之间做什么运动?当v7 m/s时,物块在时,物块在A、B之间做什么运动?之间做什么运动?(2)物
16、块的初速度物块的初速度v0为多大?为多大?(1)匀减速直线运动匀减速直线运动匀加速直线运动匀加速直线运动(2)5 m/s 如图所示,如图所示,AB为固定在竖直面内的光滑四分之一圆轨道,其半为固定在竖直面内的光滑四分之一圆轨道,其半径为径为r=10 m;N为固定在水平面内的半圆平面,其半径为为固定在水平面内的半圆平面,其半径为R=(m),轨道,轨道AB与平面与平面N相切于相切于B点;点;CD是包围在半圆平面是包围在半圆平面N周围周围且垂直于且垂直于N的光滑半圆形挡板;的光滑半圆形挡板;EF为另一固定在竖直面内的光为另一固定在竖直面内的光滑四分之一圆轨道,其半径也为滑四分之一圆轨道,其半径也为r=
17、10 m,轨道,轨道EF与平面与平面N相切相切于于E点。现让物体点。现让物体(可视为质点可视为质点)自自A点由静止开始下滑,进入平点由静止开始下滑,进入平面面N后立即受到后立即受到CD的约束并最终冲到的约束并最终冲到E点。已知物体质量点。已知物体质量m=2 kg,物体与平面,物体与平面N之间的动摩擦因数为之间的动摩擦因数为=0.8,取,取g=10 m/s2。求:。求:(1)物体滑到物体滑到B点时速度大小;点时速度大小;(2)物体运动到物体运动到E点时圆轨道对物体的支持力大小。点时圆轨道对物体的支持力大小。B10s/mvB210(1)(2)NEFN12命题规律根据动能定理判断机械能、动能、势能命
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