物理公开课获奖课件推选——《动能定理及其应用》.ppt
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1、,动能定理及其应用,执教教师:XXX,知识点一动能想一想当物体的速度发生变化时,物体的动能Ek一定变化吗?【提示】 物体的动能是标量,与物体的速度大小有关,与物体的速度方向无关,而物体的速度变化可能是由其方向变化而引起的,故不一定变化。,记一记1定义物体由于而具有的能。2公式Ek_。3单位焦耳,1 J1 Nm1 kgm2/s2。4矢标性动能是,只有正值。5动能的变化量Ek_,是过程量。,标量,运动,试一试1一个质量为0.3 kg的弹性小球,在光滑水平面上以6 m/s的速度垂直撞到墙上,碰撞后小球沿相反方向运动,反弹后的速度大小与碰撞前相同,则碰撞前后小球速度变化量的大小v和碰撞过程中小球的动能
2、变化量Ek为()Av0Bv12 m/sCEk1.8 J DEk10.8 J【解析】 取初速度方向为正方向,则v(66) m/s12 m/s,由于速度大小没变,动能不变,故动能变化量为0,故只有选项B正确。【答案】 B,知识点二动能定理想一想如图所示,一质量为m0.1 kg的小球以v03 m/s的速度从桌子边缘平抛,经t0.4 s落地,若g10 m/s2,不计空气阻力,则此过程中重力对小球做了多少功?小球动能增加量为多少?由此你能得出什么结论?,记一记1内容力在一个过程中对物体所做的功,等于物体在这个过程中。2表达式W。3物理意义的功是物体动能变化的量度。,动能的变化,Ek2Ek1,合力,4适用
3、条件(1)动能定理既适用于直线运动,也适用于。(2)既适用于恒力做功,也适用于。(3)力可以是各种性质的力,既可以同时作用,也可以。,曲线运动,变力做功,不同时作用,【答案】 B,从两个方面理解动能定理(1)动能定理公式中体现的三个关系:数量关系: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,求合外力的功,进而求得某一力的功。单位关系,等式两侧物理量的国际单位都是焦耳。因果关系:合外力的功是引起物体动能变化的原因。(2)动能定理叙述中所说的“外力”,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。,【例1】 如图,用跨过光滑定滑轮的缆绳将海面上一艘失
4、去动力的小船沿直线拖向岸边。已知拖动缆绳的电动机功率恒为P,小船的质量为m,小船受到的阻力大小恒为f,经过A点时的速度大小为v0,小船从A点沿直线加速运动到B点经历时间为t1,A、B两点间距离为d,缆绳质量忽略不计。求:,(1)小船从A点运动到B点的全过程克服阻力做的功Wf;(2)小船经过B点时的速度大小v1;(3)小船经过B点时的加速度大小a。【解题探究】 (1)请对小船进行受力分析,哪些力是恒力,哪些力是变力?受到的力:。恒力:。变力:。,重力、浮力、阻力、拉力,重力、阻力,浮力、拉力,(2)小船在B点时的速度与绳的速度有何关系?【提示】 v绳v船cos 。【自主解答】 _【解析】 (1)
5、小船从A点运动到B点克服阻力做功Wffd (2)小船从A点运动到B点牵引力做的功WPt1,【总结提升】 求变力做功时的四个要点(1)明确所求的变力的功不一定为总功,故所求的变力的功不一定等于Ek。(2)明确合外力对物体所做的功对应物体动能的变化,而不是对应物体的动能。(3)若有多个力做功时,必须明确各力做功的正负。(4)利用动能定理可求物体的速度、受力、位移及变力的功。,变式训练1 如图所示,质量为m的小车在水平恒力F推动下,从山坡(粗糙)底部A处由静止起运动至高为h的坡顶B,获得速度为v,A、B之间的水平距离为x,重力加速度为g。下列说法正确的是 (),【答案】 ABD,应用动能定理的基本步
6、骤和注意事项1应用动能定理的解题步骤,2注意事项(1)动能定理的研究对像可以是单一物体,或者是可以看做单一物体的物体系统。(2)动能定理是求解物体的位移或速率的简捷公式。当题目中涉及位移和速度而不涉及时间时可优先考虑动能定理;处理曲线运动中的速率问题时也要优先考虑动能定理。(3)若过程包含了几个运动性质不同的分过程,既可分段考虑,也可整个过程考虑。但求功时,有些力不是全过程都做功,必须根据不同的情况分别对待求出总功。,(4)应用动能定理时,必须明确各力做功的正、负。当一个力做负功时,可设物体克服该力做功为W,将该力做功表达为W,也可以直接用字母W表示该力做功,使其字母本身含有负号。,【例2】
7、如图所示装置由AB、BC、CD三段轨道组成,轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接,其中轨道AB、CD段是光滑的,水平轨道BC的长度x5 m,轨道CD足够长且倾角37,A、D两点离轨道BC的高度分别为h14.30 m、h21.35 m。现让质量为m的小滑块自A点由静止释放。已知小滑块与轨道BC间的动摩擦因数0.5,重力加速度g取10 m/s2,sin 370.6,cos 370.8。求:,(1)小滑块第一次到达D点时的速度大小;(2)小滑块第一次与第二次通过C点的时间间隔;(3)小滑块最终停止的位置距B点的距离。【解题探究】 (1)重力与摩擦力做功的特点有何不同?重力做功:。摩擦力做功:。(2)应用
8、动能定理时应主要进行哪些分析?【提示】 受力分析、过程分析及各力做功情况分析。【自主解答】 _,与路径无关,与路径有关,【答案】 (1)3 m/s(2)2 s(3)1.4 m,【总结提升】 应用动能定理应突破的五个难点(1)突破研究对像的选取难点动能定理适用于单个物体,当题目中出现多个物体时可分别将单个物体取为研究对像,应用动能定理;也可以把多个物体组成整体,再应用动能定理求解,此时的条件是内力的功没有引起动能向其他形式能的转化。(2)突破研究过程的选取难点应用动能定理时,选取不同的研究过程列出的方程是不相同的。因为动能定理是个过程式,选取合适的过程往往可以大大简化运算。,(3)突破受力的分析
9、难点运用动能定理时,必须分析清楚物体在过程中的全部受力情况,找出哪些力不做功,哪些力做功,做多少功,从而确定出外力的总功,这是解题的关键。(4)突破位移的计算难点应用动能定理时,要注意有的力做功与路程无关,只与位移有关,有的力做功却与路程有关。(5)突破初、末状态的确定难点动能定理的计算式为标量式,v为相对同一参考系的速度,所以确定初、末状态动能时,必须相对于同一参考系而言。,变式训练2 (2013江苏单科)如图所示,水平桌面上的轻质弹簧一端固定,另一端与小物块相连。弹簧处于自然长度时物块位于O点(图中未标出)。物块的质量为m,ABa,物块与桌面间的动摩擦因数为。现用水平向右的力将物块从O点拉
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