《動(dòng)能和動(dòng)能定理》課件3

復(fù)習(xí)彈性勢(shì)能變化重力勢(shì)能變化動(dòng)能變化重力做功彈力做功外力做功？WF＝-△EPWG＝-△EP一.動(dòng)能的表達(dá)式設(shè)：某物體質(zhì)量為m，在與運(yùn)動(dòng)方向相同的恒力F的作用下，沿光滑水平面發(fā)生一段位移L，速度由V1增加到V2。試用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，推導(dǎo)出力F對(duì)物體做功的表達(dá)式。mv1Fv2mFl根據(jù)牛頓第二定律一.動(dòng)能的表達(dá)式合力F做的功等于這個(gè)物理量的變化物理學(xué)中就用這個(gè)來(lái)表示物體的動(dòng)能一動(dòng)能的表達(dá)式：1、動(dòng)能：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫動(dòng)能．2.公式：3.物理意義：描述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量，動(dòng)能是標(biāo)量，且恒為正值，狀態(tài)量4.單位：焦耳(J)▲質(zhì)量越大、速度越大，物體的動(dòng)能就越大W＝Ek2－Ek1改寫(xiě)合力所做的功，等于物體在這個(gè)過(guò)程中動(dòng)能的變化即末動(dòng)能減去初動(dòng)能。二.動(dòng)能定理=△Ek二、動(dòng)能定理內(nèi)容：外力對(duì)物體所做的總功等于物體動(dòng)能的變化。外力的總功末狀態(tài)動(dòng)能初狀態(tài)動(dòng)能1、合外力做功。2、外力做功之和。動(dòng)能變化和某一過(guò)程（始末狀態(tài)）相對(duì)應(yīng)。對(duì)動(dòng)能定理的理解：a．合力對(duì)物體做的功的理解式子左邊的功與右邊的動(dòng)能都是標(biāo)量

b.標(biāo)量性c．對(duì)定理中“變化”一詞的理解①W合＞0，Ek2Ek1，△

Ek0②W合＜0，Ek2Ek1，△

Ek0＞＞＜＜①.W合＝F合·Lcosq②.W合＝W1+W2+…＝F1·L1+F2·L2+…

cosq

cos

qd.狀態(tài)與過(guò)程的理解既適用于恒力做功，也適合于變力做功。既適合于直線運(yùn)動(dòng)，也適合于曲線運(yùn)動(dòng)。e．適用范圍f.是一種求功的方法.功是過(guò)程量動(dòng)能是狀態(tài)量動(dòng)能定理表示了過(guò)程量等于狀態(tài)量的改變量的關(guān)系LFf例1、一架?chē)姎馐斤w機(jī)，質(zhì)量，起飛過(guò)程中從靜止開(kāi)始滑跑的路程為時(shí)，達(dá)到起飛速度。在此過(guò)程中飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)重量的0.02倍（k=0.02）。求飛機(jī)受到的牽引力F。課本例一：恒力+直線運(yùn)動(dòng)GFN1找對(duì)象（常是單個(gè)物體）解：對(duì)飛機(jī)由動(dòng)能定理有啟發(fā)：此類(lèi)問(wèn)題，牛頓定律和動(dòng)能定理都適用，但動(dòng)能定理更簡(jiǎn)潔明了。解題步驟:1、2、3、4sFf3確定各力做功2運(yùn)動(dòng)情況分析4建方程2受力分析課本例題2一質(zhì)量為m、速度為v0的汽車(chē)在關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后于水平地面滑行了距離l后停了下來(lái)。試求汽車(chē)受到的阻力。動(dòng)能定理：W合=

-F阻l=

0-mv0212牛頓運(yùn)動(dòng)定律：由v2－v02

=2al得①a＝-2lv02由①②得F阻=

2lmv02F合=0-F阻=ma②由動(dòng)能定理得∴F阻=2lmv02分別用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和動(dòng)能定理求解例4.物體在恒定水平推力F的作用下沿粗糙水平面由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，發(fā)生位移s1后即撤去力F，物體由運(yùn)動(dòng)一段距離后停止運(yùn)動(dòng).整個(gè)過(guò)程的V–t圖線如圖所示.求推力F與阻力f的比值.Fs1s01234vt解法1.由動(dòng)能定理得WF+Wf=0即：Fs1+（–fs）=0由V–t圖線知s

：s1=4：1所以F：f=s：s1結(jié)果：F：f=4：1解法2.分段用動(dòng)能定理Fs1s01234vt撤去F前，由動(dòng)能定理得（F–f）s1=mV2VmV2撤去F后，由動(dòng)能定理得–f(s–s1)=0–兩式相加得Fs1+（–fs）=0由解法1知F：f=4：1解法3.牛頓定律結(jié)合勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律如圖所示，一質(zhì)量為2kg的鉛球從離地面2m的高處自由下落，陷入沙坑2cm深處，求沙子對(duì)鉛球的平均阻力。Hh方法一：分階段利用動(dòng)能定理方法二：全過(guò)程利用動(dòng)能定理動(dòng)能定理及其應(yīng)用動(dòng)能定理的表達(dá)式是個(gè)標(biāo)量方程，一般以地面為參考系。凡是與位移相關(guān)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，一般都可以用動(dòng)能定理解決。應(yīng)用動(dòng)能定理解題的一般步驟：1、明確研究對(duì)象及所研究的物理過(guò)程。2、對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，并確定各力所做的功，求出這些力的功的代數(shù)和。3、確定始、末態(tài)的動(dòng)能。根據(jù)動(dòng)能定理列出方程W總＝Ek2-Ek14、求解方程、分析結(jié)果W合＝Ek2－Ek1已知斜面高h(yuǎn)，斜面長(zhǎng)l，質(zhì)量為m的人從斜面頂部沿著斜面滑下，不計(jì)斜面的阻力，求人滑至底端時(shí)的速度。1應(yīng)用動(dòng)能定理確定位移或力等F阻GFN恒力作用下物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，凡不涉及加速度和時(shí)間及其運(yùn)動(dòng)過(guò)程的具體細(xì)節(jié)，可優(yōu)先考慮運(yùn)動(dòng)動(dòng)能定理求解。研究對(duì)象？物理過(guò)程？哪些力做了功？初、末動(dòng)能？若人所受阻力為F阻2應(yīng)用動(dòng)能定理解決多過(guò)程問(wèn)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？當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)是由多個(gè)物理過(guò)程所組成而不需要研究過(guò)程的中間狀態(tài)時(shí)，可以把這多個(gè)過(guò)程看作一個(gè)全過(guò)程進(jìn)行研究，從而避免每個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的具體細(xì)節(jié)。ABCmHh研究對(duì)象？物理過(guò)程？哪些力做了功？初、末動(dòng)能？A練習(xí)2質(zhì)量m=3kg的物體與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2。在F=9N的水平恒力作用下啟動(dòng)。當(dāng)位移l=8m時(shí)撤去此力，求物體還能滑行多遠(yuǎn)？ll’BC3應(yīng)用動(dòng)能定理求解變力做功問(wèn)題質(zhì)量m為1kg的物體，從軌道的A點(diǎn)靜止下滑，軌道AB是彎曲的，且A點(diǎn)高出B點(diǎn)h=0.8m，如果物體在B點(diǎn)的速度為vB=2m/s，求物體在軌道AB上所受的摩擦力做的功。A