§5-7：動能動能定理.ppt

7動能動能定理 一 探究功與物體速度變化的關系 二 動能 三 動能定理 一 探究功與物體速度變化的關系 1 實驗裝置 2 探究思路 設法讓橡皮筋對小車做的功分別為W 2W 3W 怎樣才能做到只讓橡皮筋對小車做功 而其他力對小車不做功或做功代數(shù)和為零 如何測出小車獲得的速度 3 實驗結論 W v2 即功與物體的速度的平方成正比 保持每次拉伸長度一定 改變橡皮筋的條數(shù) 平衡摩擦力 設物體的質量為m 在與運動方向相同的恒定外力F的作用下發(fā)生一段位移L 速度由v1增加到v2 如圖所示 試用牛頓運動定律和運動學公式 推導出力F對物體做功的表達式 習題 動能定理的推導 根據(jù)牛頓第二定律 從上面式子可以看出 很可能是一個具有特定意義的物理量 因為這個量在過程終了時和過程開始時的差 剛好等于力對物體做的功 所以應該是我們尋找的動能的表達式 二 動能 1 概念 物體由于運動而具有的能叫做動能 物體的動能等于它的質量跟它的速度平方的乘積的一半 2 公式 3 單位 焦耳J 4 動能是標量 5 動能具有瞬時性 6 動能具有相對性 與速度的方向無關 且均為正值 v為瞬時速度 是狀態(tài)量 一般選地面為參考系 三 動能定理 1 內(nèi)容 合力所做的功等于物體動能的變化 2 表達式 W合的求法 Ek的含義 動能的增量 3 動能定理的理解及應用要點 既適用于恒力做功 也適用于變力做功 既適用于直線運動 也適用于曲線運動 既適用于單一運動過程 也適用于運動的全過程 動能定理中的位移和速度必須是相對于同一個參考系 一般以地面為參考系 動能定理不涉及物理運動過程中的加速度和時間 而只與物體的初末狀態(tài)有關 在涉及有關的力學問題 應優(yōu)先考慮應用動能定理 4 應用動能定理解題的一般步驟 確定研究對象 明確運動過程 明確始末狀態(tài) 確定其動能 對研究對象進行受力分析 找出各力所做的功或合力做的功 根據(jù)動能定理列方程 求解并驗算 例題 一學生用100N的力將靜置于地面的質量為0 5kg的球以8m s的初速沿水平方向踢出20m遠 則該學生對球做的功是 A 200JB 16JC 1000JD 無法確定 B 一物體做變速運動時 下列說法正確的是 A 合外力一定對物體做功 使物體動能改變B 物體所受合外力一定不為零C 合外力一定對物體做功 但物體動能可能不變D 物體加速度一定不為零 BD 例題 例題 一質量為1kg的物體被人用手由靜止向上提升1m 這時物體的速度2m s 則下列說法正確的是 A 手對物體做功12JB 合外力對物體做功12JC 合外力對物體做功2JD 物體克服重力做功10J AcD 例題 一架噴氣式飛機 質量 5 103kg 起飛過程中從靜止開始滑跑的路程為l 5 3 102 時 達到起飛速度v 60 s 在此過程中飛機受到的平均阻力是飛機重量的0 02倍 0 02 求飛機受到的牽引力 常規(guī)方法 動能定理法 例題 某人在高h處拋出一個質量為m的物體 不計空氣阻力 物體落地時的速度為v 這人對物體所做的功為 A mghB mv2 2C mgh mv2 2D mv2 2 mgh 例題 用拉力F使一個質量為m的木箱由靜止開始在水平冰道上移動了s 拉力F跟木箱前進的方向的夾角為 木箱與冰道間的摩擦因數(shù)為 求木箱獲得的速度 5 從離地面H高處落下一只小球 小球在運動過程中所受到的空氣阻力是它重力的k倍 而小球與地面相碰后 能以相同大小的速率反彈 求小球從釋放開始 直至停止彈跳為止 所通過的總路程是多少 4 初步運用動能定理解決