高三物理复习第五章 机械能守恒——动能 动能定理人教实验版知识精讲.docVIP

高三物理复习第五章 机械能守恒——动能 动能定理 一. 教学内容： 复习第五章 机械能守恒——动能 动能定理 1. 物体由于而具有的能量叫动能，2. 动能是一个描述物体运动状态的物理量，是标量 （二）动能定理 外力对物体所做的总功等于物体动能的变化，这个结论就叫动能定理． 。 2. 动能定理一般应用于单个物体外力对物体做的总功即合外力对物体所做的功，亦即各个外力对物体所做功的代数和这里我们说的外力可以是重力、弹力、摩擦力，也可以是电场力、磁场力或其他的力物体动能的变化指的是物体末动能和初动能差动能定理的应用 1. 动能定理涉及一个过程，两个状态即一个做功过程，初、末两个状态的动能 2. 对于多过程问题，要视具体情况，既可分段又可整体来研究，但要清楚物理过程在每一个过程中物体的受力情况，是否做功，做什么功，哪些能发生改变，要灵活选取过程，然后根据动能定理列方程求解 对这种多过程问题，既可以分段利用动能定理列方程求解，也可以对全过程利用动能定理列方程求解，解题时可根据具体情况选择使用 3. 利用动能定理解题的步骤： 选取研究对象（单体或一个）和研究过程对研究对象进行受力分析，找出所有作用于该对象的力并找出合外力的功对研究对象进行状态分析，找出确定过程中的初状态动能和末状态动能利用动能定理列方程求解【例】所示，物体放在斜面上，距离底端4m处由静止滑下，若斜面及平面的动摩擦因数均为05，斜面倾角为37，斜面与平面间由一小段圆弧连接，求物体能在水平面上滑行多远? 、支持力、摩擦力的作用，沿斜面加速下滑（），到水平面后，在摩擦力作用下做减速运动，直至停止。 方法一：对物体在斜面上和平面上时进行受力分析，如图所示， 下滑阶段 由动能定理有 ① 在水平运动过程中 由动能定理有 ② 联立①②式可得 。 方法二：物体受力分析同上。物体运动的全过程中，初、末状态速度均为零，对全过程应用动能定理。 可解得：。在该题物体运动的全过程中，加速度是变化的，但初、末状态速度均为零，而力与位移均为已知或待求，显然取全程为研究过程列式比分两个阶段列式要简单。由此可见，定理不仅适用于运动状态不变的过程，也适用于其中包含几个不同的运动状态的全过程。不过应当注意分析各个不同过程的受力情况和做功情况，将全过程所有力的功的代数和代入方程。 答案：1.6m。 【例】如图所示，AB与CD为两个对称斜面，其上部足够长，下部分别与一个光滑的圆弧面的两端相切，圆弧圆心角为l20，半径R为20m，一个物体在离弧底E高度为h3.0m处，以初速度40m／s沿斜面运动若物体与两斜面的动摩擦因数为002，则物体在两斜面上（不包括圆部分）一共能走多长路程?（取m／s2） 解析：斜面的倾角为，由于物体在斜面上所受到的滑动摩擦力小于重力沿斜面的分力（），所以物体不能停留在斜面上，物体在斜面上滑动时，由于摩擦力做负功，使物体的机械能逐渐减小，物体滑到斜面上的高度逐渐降低，直到物体再也滑不到斜面上为止。最终物体将在B、C间往复运动。设物体在斜面上运动的总路程为s，则摩擦力所做的总功为，末状态选为B（或C），此时物体速度为零，对全过程由动能定理得 物体在斜面上通过的总路程为 。 答案：。 4. 利用动能定理求变力做功 变力做功一般用动能定理计算，应用时要清楚整个过程中动能的变化及合外力的功． 利用动能定理可以求变力做功，但不能用功的定义直接求变力做功，这又是动能定理比牛顿运动定律优越的一个方面． 【例】m的小球，用长为L的轻绳悬挂于点，小球在水平力F作用下从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点，如图所示．则力F所做的功为（ ） A. B. C. D. 解析：小球的运动过程是缓慢的，因而小球任何时刻均可看作是平衡状态，因此力F的大小在不断变化，F做功是变力做功。小球上升过程只有重力mg和F这两个力做功，由动能定理得 所以。 答案：C。 【例】如图所示，质量为m的物体被细绳牵引在光滑水平面上做匀速圆周运动，拉力为F时，转动半径为r，当拉力增大到8F时，物体做匀速圆周运动的半径为则外力对物体所做的功为多少? 时的线速度分别为和，依题意有： ， 依据动能定理，外力对物体做功为。 答案： 【例】质量为3000t的火车，以额定功率自静止出发，所受阻恒定，经过l×103s，行驶12 km达最大速度2km／h．求： （1）列车的额定功率； （2）列车运行中所受的阻力是一个变量，故不能用的形式求牵引力的功，此题也无法用牛顿定律求解。 （1）设火车的额定功率为P，阻力为，由于牵引力的功为，据动能定理得 ① 火车达最大速度时 ② 由①②两式得 即 解得额定功率。 （2）阻力。 答案：（1） （2） 5. 摩擦力做功