第二单元 动能 动能定理.ppt

第二单元动能 动能定理 总质量为M 的列车，沿水平直线轨道匀速前进，其未节车厢质量为m，中途脱节，司机发现时，机车已行驶了距离L，于是立即关闭发动机，设阻力与重量成正比，机车牵引力恒定，当列车的两部分都停下时，它们之间的距离是多少？ * 第二单元动能 动能定理 2.公式： 一、动能 1.定义： 物体由于运动而具有的能 3.矢标性： 动能是标量，且只有正值。 4.说明： ⑴动能是状态量，动能的变化量是过程量。 ⑵动能具有相对性，与参考系的选取有关。 2.表达式： 二、动能定理 1.内容： 外力对物体所做的功等于物体动能的变化。 既适用于直线运动，也适用于曲线运动；既适用于恒力做功，也适用于变力做功。力可以同时作用，也可以不同时作用。 外力的总功 末状态动能 初状态动能 动能定理的几个注意点： 1.动能定理中所说的“外力”，是指物体受到的所有力的合力。 外力可以是恒力，也可以是变力 2.动能定理中的速度和位移都是相对地面的速度和位移 1．下列关于运动物体所受合外力做的功和动能变化的关系正确的是(　　) A．如果物体所受合外力为零，则合外力对物体做的功一定为零 B．如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一定为零 C．物体在合外力作用下做变速运动，动能一定发生变化 D．物体的动能不变，所受合外力一定为零 √ √ 应用动能定理的一般思维程序： 若问题中涉及到F、s 、v 、m 等物理量，考虑用动能定理！ 确定研究对象，进行受力分析，认真画出受力分析示意图； 确定研究的物理过程（起点和终点），分析这过程中有哪些力对研究对象作功，作了多少功，正功还是负功，求出总功； 确定研究过程起点和终点的动能，列出动能定理表达式； 解方程求解结果。必要时讨论结果的合理性。 〖例〗（1989年高考全国卷）如图1所示，一个质量为m，电量为-q的小物体，可在水平轨道x上运动，O端有一与轨道垂直的固定墙，轨道处在场强大小为E，方向沿Ox轴正向的匀强电场中，小物体以初速度v0从点x0沿Ox轨道运动，运动中受到大小不变的摩擦力f作用，且fqE ，小物体与墙壁碰撞时不损失机械能，求它在停止前所通过的总路程？ 例1．如图所示，光滑水平桌面上开一个小孔，穿一根细绳，绳一端系一个小球，另一端用力F 向下拉，维持小球在水平面上做半径为r 的匀速圆周运动．现缓缓地增大拉力，使圆周半径逐渐减小．当拉力变为8F 时，小球运动半径变为r/2，则在此过程中拉力对小球所做的功是：[ ] A．0 B．7Fr/2 C．4Fr D．3Fr/2 √ 动能定理求解变力做功 动能定理求解变力做功 如下图所示，跨过定滑轮的轻绳两端的物体A和B的质量分别为M和m，物体A在水平面上。B由静止释放，当B沿竖直方向下落h时，测得A沿水平面运动的速度为v，这时细绳与水平面的夹角为θ，试分析计算B下降h过程中，轻绳对A的拉力做的功及A克服地面摩擦力做的功？（滑轮的质量和摩擦均不计） VB=vcosθ 【例2】 物体从高出地面H处，由静止自由下落，如图所示，不考虑空气阻力，落至地面进入沙坑深h处停止，求物体在沙坑中受到的平均阻力是其重力的多少倍？ H h 动能定理求解多过程问题 如图所示，质量m=5kg的木块静止在高h=1.2m的平台上，木块与平台间的动摩擦因数m =0.2。用水平推力F=20N，使木块产生位移s1=3m时撤去，木块又滑行s2=1m时飞出平台，求木块落 地时的速度大小。 F S1 S2 动能定理求解多过程问题中，要注意分析每个过程物体的受力情况及做功特点，在写总功时应写各个力做功的代数合，即W合=W1+W2+······ f2 s2 f1 F s1 v0 v0 L 关闭发动机 分析：对车厢有: - kmgs2 = 0 – mv02/2 对机车有: FL – k（M–m）gs1 = 0 –（M–m）v02/2 式中F = kMg Δs = s1 – s2 = ML/（M – m） 多体动能定理 如图所示,AB与CD为两个对称斜面,其上部都足够长,下部分别与一个光滑的圆弧面的两端相切,圆弧圆心角为120°,半径R=2.0m.一个质量为2kg的物体在离弧底E高度为h=3.0m处,以初速度v0=4m/s沿斜面向下运动,物体与两斜面的动摩擦因数均为=0.2. 求:（1）物体通过最低点E对圆弧面压力的最大值和最小值 （2）物体在两斜面上(不包括圆弧部分)一共能运动多少 路程?(g=10 m/s2) Fmax=75.4N Fmin=40N S=28m