第7节 动能和动能定理2.doc

第七节 动能和动能定理(2) 【学习目标】 进一步熟练使用动能定理。 掌握动能定理求解变力做功。 【方法指导】 1.梳理、总结上节课主要知识。建议用时5分钟。 2.认真完成“预学案”中的问题，分析应用的知识点及运用的方法。建议用时25分钟。 【预学案】 一 .预习自测 1. 一子弹以水平速度v射入一树干中，射入深度为s，设子弹在树中运动阻力是恒定的，那么，子弹以v/2的速度水平射入树干中，射入深度为 . s/4 2. 运动员用2000N的力把质量为0.5kg的球踢出50m，则运动员对球所做的功是 （ D） A. 200J B. 1000J C. 25J D. 无法确定 3. 某消防队员从一平台上跳下，下落2m后双脚触地，接着他用双脚弯曲的方法缓冲，使自身重心又下降了0.5m，在着地过程中地面对他双脚的平均作用力是自身重力的 （ B） A. 2倍 B. 5倍 C. 8倍 D. 10倍 二 .我的困惑 【探究案】 探究1 如图所示，质量为的物体置于光滑的水平面上，一根绳子跨过定滑轮一端固定在物体上，另一端在力F的作用下，以恒定速率竖直向下运动，物体由静止开始运动到绳与水平方向夹角的过程，求绳中张力对物体做的功。 探究2 . 在h高处，以初速度v0向水平方向抛出一个小球，不计空气阻力，小球着地时速度大小为（ C ） A. B. C. D. 探究三3 . 质量为m的子弹以水平速度v1射入以速度v2沿同一方向运动的木块中，木块质量为M。当子弹进入木块中深度为d时，子弹和木块的速度分别v1’为和v2’。若木块和子弹的相互作用力为F，木块与水平面间的摩擦不计，试求这一过程中子弹和木块组成的系统动能的损失。（用F和d表示） 读思路：应用动能定理时，注意子弹与木块发生的位移并不相同。 规范解：如图所示，设子弹进入木块深度为d的过程中，木块的位移为l，则子弹的位移为（l+d）。分别对木块和子弹应用动能定理，有 ? ，。 由以上两式可得系统动能的损失 探究4：总质量为M的列车沿水平直线轨道匀速前进，其末节车厢的质量为m，中途脱节。司机发现时，机车已行驶了距离l，于是立即关闭油门，除去牵引力。设列车运动的阻力与质量成正比，机车的牵引力是恒定的。当列车的两部分都停止时，它们间的距离是多少？ 读思路：对车头部分与末节车厢分别应用动能定理。 规范解：设阻力与质量的比例系数为k，机车脱钩前的速度为v0。对车头部分，研究脱钩前后的全过程，根据动能定理有 。 对末节车厢，研究脱钩后的过程，根据动能定理有 。 由于原先列车匀速运动，所以 ?F=kMg。 由以上三式联立解得，列车的两部分都停止时，它们间的距离是 ?。 探究5：将质量m=2kg的一块石头从离地面H=2m高处由静止开始释放，落入泥潭并陷入泥中h=5cm深处，不计空气阻力，求泥对石头的平均阻力。（g取10m/s2） 读思路：石头的整个下落过程分为两段，如图所示，第一段是空中的自由下落运动，只受重力作用；第二段是在泥潭中的运动，受重力和泥的阻力。两阶段的联系是，前一段的末速度等于后一段的初速度。考虑用牛顿第二定律与运动学公式求解，或者由动能定理求解。 规范解：这里提供三种解法。 解法一（应用牛顿第二定律与运动学公式求解）： 石头在空中做自由落体运动，落地速度 ?。 在泥潭中的运动阶段，设石头做减速运动的加速度的大小为a，则有 ?v2=2ah， 解得 ?。 由牛顿第二定律 ?， 所以泥对石头的平均阻力 =820N。 解法二（应用动能定理分段求解）： 设石头着地时的速度为v，对石头在空中运动阶段应用动能定理，有 ?； 对石头在泥潭中运动阶段应用动能定理，有 。 由以上两式解得泥对石头的平均阻力 N=820N。 解法三（应用动能定理整体求解）： 对石头在整个运动阶段应用动能定理，有 。 所以，泥对石头的平均阻力 N=820N。 探究6：汽车从静止开始做匀加速直线运动，到最大速度时刻立即关闭发动机，滑行一段后停止，总共经历，其速度——时间图象如图所示，若汽车所受牵引力为F，摩擦阻力为，在这一过程中，汽车所受的牵引力做功为W1，摩擦力所做的功为W2，则 （ ） A. B. C. D. 读思路：从速度——时间图象可知，汽车在这个过程的初态速度和末态速度都是零，加速段位移和总位移之比为 规范解：从速度——时间图象可知，汽车在这个过程的初态速度和末态速度都是零，加速段位移和总位移之比为，对全过程应用动能定理得 ，即 设加速过程的位移为，则全过程的位移为，有，即 故， 因此，选项B、D是正确的。 探究7.（2004天津理科综合）质量的物块（可视为质点）在水