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文檔簡介
曲
線
運動速度方向--切線方向運動性質(zhì)--變速運動條件--物體所受合外力與速度不在同一直線上特例平拋勻速圓周運動研究方法--運動的合成與分解平行四邊形定則運動的等時性,獨立性條件:只受重力有水平初速度規(guī)律:水平方向:勻速直線運動豎直方向:自由落體運動飛行時間:只取決于高度運動性質(zhì):勻變速運動描述運動的物理量線速度角速度周期頻率轉(zhuǎn)速向心加速度運動性質(zhì):變速曲線運動條件:合外力提供做勻速圓周運動所需的向心力.合外力不足以提供向心力----離心運動知識結(jié)構(gòu)曲線運動1、曲線運動的特點:軌跡是曲線;運動方向時刻在改變;是變速運動;一定具有加速度,合外力不為零。3、曲線運動的條件:運動物體所受合外力方向跟它的速度方向不在同一直線上。2、做曲線運動的物體在某點速度方向是曲線在該點的切線方向。
練習1、如圖所示,物體在恒力的作用下沿曲線從A運動到B,此時突然使力反向,物體的運動情況是()A、物體可能沿曲線Ba運動
B、物體可能沿直線Bb運動
C、物體可能沿曲線Bc運動
D、物體可能沿曲線B返回AC練習2:物體受幾個恒力作用恰做勻速直線運動,如果突然撤去其中的一個力F2,則它可能做(
)A、勻速直線運動
B、勻加速直線運動C、勻減速直線運動
D、勻變速曲線運動BCD運動的合成與分解1、合運動:物體實際的運動;2、特點:3、原則:運動的合成是唯一的,而運動的分解不是唯一的,通常按運動所產(chǎn)生的實際效果分解。分運動:物體同時參與合成的運動的運動。獨立性、等時性、等效性、同體性平行四邊形定則或三角形定則判斷合運動的性質(zhì)判斷兩個直線運動的合運動的性質(zhì)直線運動還是曲線運動?勻變速運動還是變加速運動?合外力的方向或加速度的方向與合速度的方向是否同一直線合外力或加速度是否恒定判斷:兩個勻速直線運動的合運動?一個勻速直線運動與一個勻加速直線運動的合運動?dd實例1:小船渡河當v船垂直于河岸v船v水tmin=v船
dvθdv船θv水vv船θv船>v水v船<v水最短渡河位移最短渡河時間v水vθ實例2:繩+滑輪v∥v⊥v?沿繩方向的伸長或收縮運動垂直于繩方向的旋轉(zhuǎn)運動注意:沿繩的方向上各點的速度大小相等v?θv?vθ?拋體運動1、條件:①具有一定的初速度;②只受重力。2、性質(zhì):3、處理方法:分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的勻變速直線運動。勻變速運動平拋運動1、條件:①具有水平初速度;②只受重力。3、處理方法:2、性質(zhì):分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動。勻變速曲線運動OyBxAP
(x,y)v0平拋運動lθαvx
=
v0αvvyO′x=v0
ty=
gt
212vx
=
v0vy=gt決定平拋運動在空中的飛行時間與水平位移的因素分別是什么?速度方向的反向延長線與水平位移的交點O′有什么特點?l=
x2+
y2v
=
v02+
vy2速度改變量
因為平拋運動的加速度為恒定的重力加速度g,所以做平拋運動的物體在任意相等時間間隔Δt內(nèi)的速度改變量Δv=gΔt相同,方向恒為豎直向下,如圖所示。練習1:甲乙兩球位于同一豎直線上的不同位置,甲比乙高h,如圖,將甲乙分別以速度v1和v2水平拋出,不計空氣阻力,下列條件中有可能使乙球擊中甲球的是()A、同時拋出,且v1<v2B、甲遲拋出,且v1>v2
C、甲早拋出,且v1>v2
D、甲早拋出,且v1<v2
D練習2:如圖,以9.8m/s的水平初速度拋出的物體,飛行一段時間后,垂直地撞在傾角為θ=30°的斜面上,則物體的飛行時間為多少?30°vv0練習3:如圖所示在傾角為θ=30°的斜坡頂端A處,沿水平方向以初速度v0=10m/s拋出一小球,恰好落在斜坡腳的B點,求:(1)小球在空中飛行的時間。(2)AB間的距離。4、如圖所示,在“研究平拋物體運動”的實驗中,有一張印有小方格的紙記錄軌跡,小方格的邊長L=1.25cm.若小球在平拋運動過程中的幾個位置如圖中的a、b、c、d所示,則小球平拋的初速度的計算式為v0=__________(用L、g表示),其值為__________(取g=9.8m/s2),小球在b點的速度為__________.
練習練習5、如圖為平拋運動軌跡的一部分,已知條件如圖所示。求v0和vb。h1h2abcxx斜拋運動1、條件:①具有斜向上或斜向下的初速度;②只受重力。3、處理方法:2、性質(zhì):分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的豎直上拋或豎直下拋運動。勻變速曲線運動斜拋運動的規(guī)律水平方向X:豎直方向y:X=voxt=v0cosθtv0x=v0cosθv0y=v0sinθvy=v0y-gt=v0sinθ-gtvx=v0x=v0cosθv0xv0y水平方向:勻速直線運動豎直方向:豎直上拋運動X:y:⑵規(guī)律⑴方法:射高和射程由:當vy=0時,小球達到最高點,所用時間
小球飛行時間為:小球能達到的最大高度(Y)叫做射高;從拋出點到落地點的水平距離(X)叫做射程.
射高Y=射程X=2v02sinθcosθ
/g豎直方向y:v0y=v0sinθvy=v0y-gt=v0sinθ-gtX=voxt=v0cosθtvvvo勻速圓周運動定義:物體沿著圓周運動,并且線速度的大小處處相等,這種運動叫做勻速圓周運動。率勻速圓周運動中的“勻速”指速度不變嗎?注意:勻速圓周運動是一種變加速曲線運動加速度方向在變化勻速圓周運動v=T2πrω=T2πv
=rω1、描述圓周運動快慢的物理量:線速度v、角速度ω、轉(zhuǎn)速n、頻率f、周期T2、勻速圓周運動的特點及性質(zhì)變加速曲線運動v
=ΔtΔlω=ΔtΔθn=
f=T1線速度的大小不變1、關(guān)于物體做勻速圓周運動的速度,下列說法中正確的是()A.速度的大小和方向都不變B.速度的大小和方向都改變C.速度的大小改變,方向不變D.速度的大小不變,方向改變
勻速圓周運動速度大?。ㄋ俾剩┎蛔儯俣确较虿粩嘧兓?。D練習2、關(guān)于勻速圓周運動的角速度和線速度,下列說法正確的是()A.半徑一定,角速度與線速度成反比B.半徑一定,角速度與線速度成正比C.線速度一定,角速度與半徑成正比D.角速度一定,線速度與半徑成反比B練習勻速圓周運動4、兩個有用的結(jié)論:①皮帶上及輪子邊緣上各點的線速度相同②同一輪上各點的角速度相同O1abcO2RaRcRb向心加速度和向心力1、方向:2、物理意義:3、向心加速度的大小:v2ran==
vω
=
rω2=
r4π2T
22、向心力的大?。簐2rFn=
m
=
mvω
=
mrω2=
m
r4π2T
23、向心力的來源:勻速圓周運動:合力充當向心力向心加速度向心力始終指向圓心描述速度方向變化的快慢1、方向:始終指向圓心沿半徑方向的合力總結(jié):⑴向心力是根據(jù)效果命名的力,并不是一種新的性質(zhì)的力。⑵向心力的來源:可以是重力、彈力、摩擦力等各種性質(zhì)的力,也可以是幾個力的合力,還可以是某個力的分力。
物體做勻速圓周運動時,由合力提供向心力。向心力不是物體真實受到的一個力,不能說物體受到向心力的作用,只能說某個力或某幾個力提供了向心力。rmgF靜OFNOθO'FTmgF合θFNmgθ幾種常見的勻速圓周運動mgFNrF靜ORF合火車轉(zhuǎn)彎圓錐擺轉(zhuǎn)盤滾筒OθlOO幾種常見的圓周運動FNmgFNmgmgFv2Rmg-FN=mv2RFN-mg=mθF1F2vv沿半徑方向Fn=F-F1=0垂直半徑方向Ft=F2練習1:甲乙兩物體都做勻速圓周運動,其質(zhì)量之比為1∶2,轉(zhuǎn)動半徑之比為1∶2,在相同時間內(nèi)甲轉(zhuǎn)過4周,乙轉(zhuǎn)過3周.則它們的向心力之比為()A.1∶4B.2∶3C.4∶9 D.9∶16C練習2:如圖,半徑為r的圓筒繞豎直中心軸轉(zhuǎn)動,小橡皮塊緊帖在圓筒內(nèi)壁上,它與圓筒的摩擦因數(shù)為μ,現(xiàn)要使小橡皮不落下,則圓筒的角速度至少多大?(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)解析:小橡皮受力分析如圖。小橡皮恰不下落時,有:Ff=mg其中:Ff=μFN而由向心力公式:FN=mω2r解以上各式得:GFfFN練習3:一長為L的細繩栓一小球,當小球做圓錐擺時,繩與豎直方向成θ角,求:小球做勻速圓周運動的角速度ω。解:小球受豎直向下的重力G,沿繩方向的拉力F分析向心力的來源知:小球的向心力由F和G的合力提供,得其中半徑則:由向心力的公式知:rθOGFF合L鐵路的彎道生活中的圓周運動
◆圓周運動(Circularmotion)外軌高內(nèi)軌低時轉(zhuǎn)彎GFnF支hLθθ此為火車轉(zhuǎn)彎時的設(shè)計速度r思考:(1)如果v行駛>v設(shè)計,情況如何?(2)如果v行駛<v設(shè)計,情況如何?θ很小時,sinθ≈tanθ火車轉(zhuǎn)彎:①當v=v0時:②當v>v0時:③當v<v0時:輪緣不受側(cè)向壓力,最安全的轉(zhuǎn)彎速度輪緣受到外軌向內(nèi)的擠壓力,外軌易損壞。輪緣受到內(nèi)軌向外的擠壓力,內(nèi)軌易損壞。F彈F彈火車轉(zhuǎn)彎:鐵路彎道處超速是火車脫軌和翻車的主要原因離心運動與向心運動離心運動:0≤F合<Fn供<需勻速圓周運動:F合=
Fn供=需向心運動:F合>Fn供>需注意:這里的F合為沿著半徑(指向圓心)的合力討論物做近心運動
①繩和內(nèi)軌模型mgFNv軌道提供支持力,繩子提供拉力。實例研究——豎直面內(nèi)的圓周運動v
②桿和雙軌模型能過最高點的臨界條件:當速度v>時,桿兒對小球是拉力;當速度v<時,桿兒對小球是支持力;當速度v=時,桿兒對小球無作用力。mgFN討論FN=0桿既可以提供拉力,也可以提供支持力。FNFN重力、繩的拉力AOmBL重力、桿的拉力或支持力AOmBR重力、外管壁的支持力或內(nèi)管壁的支持力豎直平面內(nèi)的變速圓周運動AOmBL練習1:如圖所示,細桿的一端與一小球相連,可繞過O點的水平軸自由轉(zhuǎn)動。現(xiàn)給小球一初速度,使它做圓周運動。圖中a、b分別表示小球軌道的最低點和最高點,則桿對球的作用力可能是(
)A.a(chǎn)處為拉力,b處為拉力B.a(chǎn)處為拉力,b處為推力C.a(chǎn)處為推力,b處為拉力D.a(chǎn)處為推力,b處為推力AB練習2:長為L的輕繩的一端固定在O點,另一端栓一個質(zhì)量為m的小球先令小球以O(shè)為圓心,L為半徑在豎直平面內(nèi)做圓周運動,小球能通過最高點,如圖所示g為重力加速度,則
(
)
A.小球通過最高點時速度可能為零
B.小球通過最高點時所受輕繩的拉力可能為零
C.小球通過最底點時速度大小可能等于2D.小球通過最底點時所受輕繩的拉力可能等于5mgB練習3:用鋼管做成半徑為R=0.5m的光滑圓環(huán)(管徑遠小于R)豎直放置,一小球(可看作質(zhì)點,直徑略小于管徑)質(zhì)量為m=0.2kg在環(huán)內(nèi)做圓周運動,求:小球通過最高點A時,下列兩種情況下球?qū)鼙诘淖饔昧?。取g=10m/s2A的速率為1.0m/sA的速率為4.0m/s解:AOm先求出桿的彈力為0的速率v0mg=mv02/lv02=gl=5v0=2.25m/s
(1)v1=1m/s<v0球應(yīng)受到內(nèi)壁向上的支持力N1,受力如圖示:FN1mg得:FN1=1.6N(2)v2=4m/s>v0球應(yīng)受到外壁向下的支持力N2如圖所示:AOmFN2mg得FN2=4.4N由牛頓第三定律,球?qū)鼙诘淖饔昧Ψ謩e為:(1)對內(nèi)壁1.6N向下的壓力;(2)對外壁4.4N向上的壓力。萬有引力與天體運動①重力近似等于萬有引力②天體運動近似看作勻速圓周運動兩大定律:兩種模型:兩種近似:兩種速度:兩種半徑:兩種周期:兩類問題:①開普勒行星運動定律②萬有引力定律①環(huán)繞天體看作質(zhì)點②天體運動看作勻速圓周運動①環(huán)繞速度②發(fā)射速度①軌道半徑②天體半徑①自轉(zhuǎn)周期②公轉(zhuǎn)周期①求中心天體的質(zhì)量(m、)②求環(huán)繞天體的運動(v、、T、a)1.開普勒第一定律:所有行星繞太陽運動的軌道都是,太陽處在橢圓的上.
2.開普勒第二定律:對任意一個行星來說,它與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過相等的.3.開普勒第三定律:所有行星的橢圓軌道的的三次方跟它的周期的二次方的比值都相等.注意:比值K是一個對所有行星都相同的常量,其大小與中心天體質(zhì)量有關(guān)!半長軸公轉(zhuǎn)橢圓一個焦點面積?知識點一開普勒行星運動三大定律1.內(nèi)容:宇宙間任何兩個有質(zhì)量的物體都存在相互吸引力,其大小與這兩個物體的質(zhì)量的乘積成正比,跟它們距離的平方成反比。2.公式:(G叫引力常數(shù))rm1m2FF?知識點二
萬有引力定律【說明】①m1和m2表示兩個物體的質(zhì)量,r表示他們的距離,②G為引力常數(shù)。G=6.67×10-11
N·m2/kg2G的物理意義——兩質(zhì)量各為1kg的物體相距1m時萬有引力的大小。3.適用條件:——適用于兩個質(zhì)點或者兩個均勻球體之間的相互作用。(兩物體為均勻球體時,r為兩球心間的距離)
⑴物體在天體(如地球)表面時受到的重力近似等于萬有引力。⑵行星(或衛(wèi)星)做勻速圓周運動所需的向心力都由萬有引力提供。ω解決天體運動問題的兩條基本思路求天體質(zhì)量的方法
方法一:利用天體表面物體的重力等于萬有引力需知天體的R,和其表面的g方法二:利用天體的衛(wèi)星,所受萬有引力提供向心力或或需知衛(wèi)星的r、T,或r、v,或r、ω、或v、ω(當衛(wèi)星在天體表面做近地飛行呢?)(1)某星體m圍繞中心天體M做圓周運動的周期為T,半徑為r
(3)中心天體密度(2)已知中心天體的半徑R和表面gGM=gR2黃金代換式課堂練習:1、某行星表面附近有一顆衛(wèi)星,其軌道半徑可認為近似等于該行星的球體半徑。已測出此衛(wèi)星運行的周期為T,已知萬有引力常量為G,據(jù)此求得該行星的平均密度約為
。2、登月飛行器關(guān)閉發(fā)動機后在離月球表面h的空中沿圓形軌道繞月球飛行,周期是T,已知月球半徑是R,引力常量為G,根據(jù)這些數(shù)據(jù)計算月球的平均密度
。1.衛(wèi)星繞行速度、角速度、周期與半徑的關(guān)系:(r越大,T越大)(r越大,v越小)(r越大,ω越?。┤嗽斓厍蛐l(wèi)星和宇宙速度(R為地球的半徑,h為衛(wèi)星距地面的高度)人造地球衛(wèi)星和宇宙速度7.9km/s<v<11.2km/s(橢圓)11.2km/s<v<16.7km/s(成為太陽的人造行星)v>16.7km/s(飛出太陽系)如果告訴我們測出環(huán)繞天體作勻速圓周運動的半徑r,中心天體的質(zhì)量M和引力常量G如何求環(huán)繞天體的繞行速度,角速度、周期、加速度?③由④由人造衛(wèi)星運行及變軌問題①由②由1.比較環(huán)繞衛(wèi)星在不同圓形軌道的運行參量同一中心天體練習:人造地球衛(wèi)星在環(huán)形軌道上繞地球運轉(zhuǎn),它的軌道半徑、周期和環(huán)繞速度的關(guān)系是()
A.半徑越小,速度越小,周期越小B.半徑越小,速度越大,周期越小
C.半徑越大,速度越大,周期越小
D.半徑越大,速度越小,周期越小B2、變軌問題練習1:如圖所示,a、b、c是在地球大氣層外圓形軌道上運行的3顆人造衛(wèi)星,下列說法正確的是()A.b、c的線速度大小相等,且大于a的線速度B.b、c的向心加速度大小相等,且大于a的向心加速度C.c加速可追上同一軌道上的b,b減速可等到同一軌道上的cD.a(chǎn)衛(wèi)星由于某種原因,軌道半徑緩慢減小,其線速度將變大地球acbD練習2:發(fā)射地球同步衛(wèi)星時,先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1,然后點火,使其沿橢圓軌道2運行,最后再次點火,將衛(wèi)星送入同步軌道3.軌道1、2相切于Q點,軌道2、3相切于P點,如圖所示。則當衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運行時,以下說法正確的是()A.衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率B.衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于在軌道1上的角速度C.衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點時的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過Q點時的加速度D.衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點時的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過P點時的加速度BD123pQ近地衛(wèi)星、極地衛(wèi)星、通訊衛(wèi)星(地球同步衛(wèi)星)
2.極地軌道衛(wèi)星⑴極地軌道衛(wèi)星指運行過程中通過兩極點上空的衛(wèi)星,
⑵其軌道平面與地球赤道平面垂直,
⑶由于地球自轉(zhuǎn),這種衛(wèi)星不能始終和地球某一經(jīng)線平面重合,從而使得該種衛(wèi)星可對全球進行間斷性掃描.
3.同步衛(wèi)星地球同步衛(wèi)星是指在運動軌道赤道平面內(nèi)且與地球自轉(zhuǎn)周期相同的衛(wèi)星,又叫通訊衛(wèi)星.同步衛(wèi)星有以下幾個特點:①周期一定(周期T=24h);②軌道平面一定(赤道平面);③軌道高度一定(距離地面h≈3.6×104km);④環(huán)繞速度大小一定(速率v≈3.1km/s);⑤向心加速度大小一定;⑥繞行方向一定(由西向東)[點評]對于近地衛(wèi)星、極地衛(wèi)星、通訊衛(wèi)星問題的分析,要掌握其作為衛(wèi)星的共性,又要注意它們之間的區(qū)別,尤其要注意近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星和地球赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體的區(qū)別,這是一個易錯點.現(xiàn)總結(jié)如下:
(2)周期:赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運動時的周期與同步衛(wèi)星的周期相同,即24h,地球近地衛(wèi)星繞地球的運行周期T≈85min
。
(1)向心力:地球上的物體隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運動所需的向心力由萬有引力的一個分力提供,而對于圍繞地球做勻速圓周運動的衛(wèi)星(近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星等),萬有引力全部充當向心力.(3)向心加速度:赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運動時的向心加速度a=;同步衛(wèi)星的向心a=近地衛(wèi)星的向心加速a=;即:>>BD雙星問題:兩恒星組成雙星,它們在相互之間的萬有引力作用下,繞連線上某點做周期相同的勻速圓周運動.現(xiàn)測得兩恒星中心距離為R,其運動周期為T,求兩恒星的總質(zhì)量.第七章機械能功1、概念:力和力的方向上的位移的乘積。2、公式:W=Flcosαα<90°時,W為正α=90°時,W=0α>90°時,W為負3、特點:功是過程量:做功的過程是能量轉(zhuǎn)化的過程。功是標量:有正、負,注意正、負功的意義。功率1、概念:功跟做功所用時間的比值。2、公式:3、應(yīng)用:機車啟動問題。P=FvP為機車輸出功率,F(xiàn)為機車牽引力。P=tW平均功率:瞬時功率:P=FvcosαP==Fvcosα
tW練習1:某人用同一水平力F先后兩次拉同一物體,第一次使此物體沿光滑水平面前進距離L,第二次使此物體沿粗糙水平也前進距離L,若先后兩次拉力做的功為W1和W2,拉力做功的功率是P1和P2,則[]A、W1=W2,P1=P2
B、W1=W2,P1>P2C、W1>W(wǎng)2,P1>P2
D、W1>W(wǎng)2,P1=P2B練習2:質(zhì)量為m的物體從傾角為α且固定的光滑斜面頂端由靜止開始下滑,斜面高為h,當物體滑至斜面底端時,重力做功的瞬時功率為(
)C類型1:機車以恒定功率P啟動機車啟動問題P=Fv發(fā)動機的實際功率發(fā)動機的牽引力機車的瞬時速度當F=F阻時,a=0
,v達到最大
保持vm勻速vF=vPa=mF-F阻↑↑↓↓vm=F阻PⅠ加速度逐漸減小的變加速直線運動Ⅱ勻速直線運動機車以恒定功率啟動的v-t圖
先做加速度逐漸減小的變加速直線運動,最終以速度做勻速直線運動。vm=F阻Pvmvt0四、機車啟動問題練習1:靜止的列車在平直軌道上以恒定的功率起動,在開始的一小段時間內(nèi),列車的運動狀態(tài)是()A、列車做勻加速直線運動B、列車的速度和加速度均不斷增加C、列車的速度增大,加速度減小D、列車做勻速運動c練習2:汽車發(fā)動機的額定功率為60KW,汽車的質(zhì)量為5t,汽車在水平路面上行駛時,阻力是車重的0.1倍,g=10m/s2。汽車保持額定功率不變從靜止啟動后:①汽車所能達到的最大速度是多大?②當汽車的速度為5m/s時加速度多大?③當汽車的加速度為2m/s2時速度多大?12m/s4m/s1.4m/s2當F=F阻時,a=0
,v達到最大
保持vm勻速F=vP額a=mF-F阻↑↓v↑↓↓vm=F阻P額Ⅱ加速度逐漸減小的變加速直線運動Ⅲ勻速直線運動a=mF-F阻Fv↑P=Fv↑↑當P=P額時,保持P額繼續(xù)加速Ⅰ勻加速直線運動類型2:機車以恒定加速度a啟動機車以恒定加速度啟動的v-t圖vt0
先做勻加速直線運動,再做加速度逐漸減小的變加速直線運動,最終以速度做勻速直線運動。vm=F阻P額vmv'mB練習:汽車發(fā)動機的額定功率為60KW,汽車的質(zhì)量為5t,汽車在水平路面上行駛時,阻力是車重的0.1倍g=10m/s2。(2)若汽車從靜止開始,保持以0.5m/s2的加速度做勻加速直線運動,這一過程能維持多長時間?(1)汽車保持額定功率不變從靜止啟動后,①汽車所能達到的最大速度是多大?②當汽車的加速度為2m/s2時速度多大?③當汽車的速度為6m/s時加速度多大?關(guān)于恒力做功說明:1、一般情況下,l為力F的作用點相對地面的位移;W=Flcosα2、求某力做功,與物體的運動狀態(tài)、物體是否受其他力等因素無關(guān)。動能定理W合=Ek2-Ek1合力做的功末態(tài)的動能初態(tài)的動能W合=
-mv1212mv2212動能定理:合力對物體所做的功等于物體動能的變化。1、合力做正功,即W合>0,Ek2>Ek1,動能增大2、合力做負功,即W合<0,Ek2<Ek1,動能減小說明W合=Ek2-Ek1過程量狀態(tài)量狀態(tài)量既適用于直線運動,也適用于曲線運動;既適用于恒力做功,也適用于變力做功;既適用于單個物體,也適用于多個物體;既適用于一個過程,也適用于整個過程。動能定理的適用范圍:做功的過程伴隨著能量的變化練習一質(zhì)量為m、速度為v0的汽車在關(guān)閉發(fā)動機后于水平地面滑行了距離l后停了下來。試求汽車受到的阻力。動能定理:W合=
-F阻l=
0-mv0212牛頓運動定律:由v2-v02
=2al得①a=-2lv02由①②得F阻=
2lmv02F合=
0-F阻=
ma②由動能定理得∴F阻=2lmv02分別用牛頓運動定律和動能定理求解用動能定理解題的一般步驟:①確定研究對象和研究過程。②分析物理過程,分析研究對象在運動過程中的受力情況,畫受力示意圖,及過程狀態(tài)草圖,明確各力做功情況,即是否做功,是正功還是負功。③找出研究過程中物體的初、末狀態(tài)的動能(或動能的變化量)④根據(jù)動能定理建立方程,代入數(shù)據(jù)求解,對結(jié)果進行分析、說明或討論。A練習:質(zhì)量m=3kg的物體與水平地面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2。在F=9N的水平恒力作用下啟動。當位移L=8m時撤去此力,求物體還能滑行多遠?ll'BC應(yīng)用動能定理解決多過程問題
物體從高H處自由落下,落至地面陷入沙坑h后靜止。求物體在沙坑中受到的平均阻力是重力的多少倍?ABCmHh應(yīng)用動能定理求解變力做功問題質(zhì)量m為1kg的物體,從軌道的A點靜止下滑,軌道AB是彎曲的,且A點高出B點h=0.8m,如果物體在B點的速度為vB=2m/s,求物體在軌道AB上所受的摩擦力做的功。ABh練習:如圖4所示,AB為1/4圓弧軌道,半徑為R=0.8m,BC是水平軌道,長l=3m,BC處的摩擦系數(shù)為μ=1/15,今有質(zhì)量m=1kg的物體,自A點從靜止起下滑到C點剛好停止。求物體在軌道AB段克服阻力所做的功。
答案6J練習:質(zhì)量為1kg的物體在粗糙的水平面上滑行,其動能和位移變化情況如圖所示,則物體與地面間的動摩擦因數(shù)μ=
,滑動過程持續(xù)的時間是
s.(g取10m/s2)s/mEk/J50025AD練習:一質(zhì)量為1kg的物體被人用手由靜止向上提升1m時,物體的速度為2m/s,取g=10m/s,下列說法正確的是()A、提升過程中手對物體做功12J;B、提升過程中合外力對物體做功12J;C、提升過程中手對物體做功2J;D、提升過程中物體克服重力做功10J.s1s2L練習:質(zhì)量為m的物體從高h的斜面上由靜止開始滑下,經(jīng)過一段水平距離后停止.若斜面及水平面與物體間的動摩擦因數(shù)相同,整個過程中物體的水平位移為s,求μ?BAhs關(guān)于變力做功1、化變力做功為恒力做功;2、根據(jù)W=Pt計算某段時間內(nèi)的功;3、微元求和法;4、利用F-l圖象法。5、利用動能定理W合=ΔEK計算總功或某個力的功;6、由功能關(guān)系確定功:功是能量轉(zhuǎn)化的量度,有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化,就應(yīng)有力做了多少功。機械能1、動能:2、勢能:12Ek=
mv2重力勢能:彈性勢能:EP=mghh為物體相對參考平面的高度12EP=
kl
2l為形變量關(guān)于功能關(guān)系及其應(yīng)用1、重力做的功與重力勢能的變化的關(guān)系:2、彈力做的功與彈性勢能的變化的關(guān)系:3、合力做的功與動能的變化的關(guān)系(動能定理):4、重力、彈力以外的力做的功與機械能的變化的關(guān)系:WG=EP1-EP2WF=EP1-EP2W合=EK2-EK1W其=E2-E15、系統(tǒng)內(nèi)一對滑動摩擦力做的總功W總=-Ff
l相對
在數(shù)值上等于接觸面之間產(chǎn)生的內(nèi)能。機械能守恒定律1.內(nèi)容:在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi),動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化,而總的機械能保持不變。2.守恒條件:①只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈力做功②只有動能和勢能之間的轉(zhuǎn)化3.表達式:4.解題步驟:①確定研究對象,及其運動過程②分析:判斷機械能是否守恒③確定參考平面,明確初、末機械能④由機械能守恒定律列方程,求解研究對象:表達式:系統(tǒng)(1)系統(tǒng)初狀態(tài)的總機械能等于末狀態(tài)的總機械能.(2)物體(或系統(tǒng))減少的勢能等于物體(或系統(tǒng))增加的動能。(3)系統(tǒng)內(nèi)A減少的機械能等于B增加的機械能。注意零勢面轉(zhuǎn)化角度轉(zhuǎn)移角度守恒角度機械能是否守恒的判斷1.機械能守恒的條件
只有重力或彈力做功可以從以下方面理解:
(1)物體只受重力作用。
(2)存在其他力作用,但其他力不做功,只有重力或彈力做功。
(3)其他力做功,但做功的代數(shù)和為零。
(4)存在相互作用的物體組成的系統(tǒng)只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化,無其他形式能量的轉(zhuǎn)化。
2.機械能守恒的判斷方法(1)利用機械能的定義判斷(直接判斷):分析動能和勢能的和是否變化。(2)用做功判斷:
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