人教版高中物理必修第二册精品课件 第8章 机械能守恒定律 3.动能和动能定理.ppt

典型例题【例题3】如图所示,物体在距斜面底端5m处由静止开始下滑,然后滑上与斜面平滑连接的水平面。若物体与斜面及水平面的动摩擦因数均为0.4,斜面倾角为37°,求物体能在水平面上滑行的距离。取sin37°=0.6,cos37°=0.8。答案:3.5m解析:对物体在斜面上和水平面上受力分析如图所示。方法一分过程列方程:设物体滑到斜面底端时的速度为v,物体下滑阶段有FN1=mgcos37°故Ff1=μFN1=μmgcos37°由动能定理得mgsin37°·l1-μmgcos37°·l1=mv2-0设物体在水平面上滑行的距离为l2,摩擦力Ff2=μFN2=μmg由动能定理得-μmgl2=0-mv2联立以上各式可得l2=3.5m。方法二对全过程由动能定理列方程,有mgl1sin37°-μmgcos37°·l1-μmgl2=0解得l2=3.5m。科学思维1.动能定理与牛顿运动定律是解决力学问题的两种重要方法,一般来讲,凡是牛顿运动定律能解决的问题,动能定理都能解决,但动能定理能解决的问题,牛顿运动定律不一定都能解决,且同一个问题,用动能定理要比用牛顿运动定律解决起来更简便。2.通常情况下,若问题涉及时间或过程的细节,要用牛顿运动定律去解决;若问题不考虑具体细节、状态或时间,如物体做曲线运动、受力为变力等情况,一般要用动能定理去解决。【变式训练3】一篮球质量为m=0.60kg,一运动员使其从距地面高度为h1=1.8m处由静止自由落下,反弹高度为h2=1.2m。若使篮球从距地面h3=1.5m的高度处由静止下落,并在开始下落的同时向下拍球,则球落地后反弹的高度为1.5m。假设运动员拍球时对球的作用力为恒力,作用时间为t=0.20s;该篮球每次与地面碰撞前后的动能的比值不变。重力加速度大小g取10m/s2,不计空气阻力。求:(1)运动员拍球过程中对篮球所做的功;(2)运动员拍球时对篮球的作用力的大小。答案:(1)4.5J(2)9N1.(动能的表达式)改变汽车的质量和速度,都能使汽车的动能发生变化,在下面几种情况中,汽车的动能是原来的2倍的是()A.质量不变,速度变为原来的2倍B.质量和速度都变为原来的2倍C.质量变为原来的2倍,速度减半D.质量减半,速度变为原来的2倍答案:D解析:由Ek=mv2知,m不变,v变为原来的2倍,Ek变为原来的4倍;同理,m和v都变为原来的2倍时,Ek变为原来的8倍;m变为2倍,速度减半时,Ek变为原来的一半;m减半,v变为原来的2倍时,Ek变为原来的2倍。故选项D正确。2.(动能定理的理解)关于公式W=Ek2-Ek1=ΔEk,下列说法正确的是()A.功就是动能,动能就是功B.功可以变为能,能可以变为功C.动能变化的多少可以用功来度量D.若物体速度在变化,则动能一定在变化答案:C解析:功和能(动能)是两个不同的概念,不可以相互转化,动能定理只是反映了合外力做的功与物体动能变化的关系,亦即反映了动能变化的多少可以由合外力做的功来度量。3.(动能定理的应用)如图所示,某同学用绳子拉动木箱,使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度。木箱获得的动能一定()A.小于拉力所做的功B.等于拉力所做的功C.等于克服摩擦力所做的功D.大于克服摩擦力所做的功答案:A解析:设拉力、克服摩擦力做功分别为W、Wf,木箱获得的动能为Ek,根据动能定理可知,W-Wf=Ek,则EkW,选项A正确。4.(动能定理的应用)下图为一滑梯,滑梯的斜面段长度l=5.0m,高度h=3.0m,为保证小朋友的安全,在水平面铺设安全地垫。水平段与斜面段平滑连接,小朋友在连接处速度大小不变。某小朋友从滑梯顶端由静止开始滑下,经斜面底端后水平滑行一段距离,停在水平地垫上。已知小朋友的质量为m=20kg,小朋友在斜面上受到的平均阻力Ff1=88N,在水平段受到的平均阻力Ff2=100N。不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2。求:(1)小朋友在斜面滑下的过程中克服摩擦力做的功;(2)小朋友滑到斜面底端时的速度v的大小;(3)为使小朋友不滑出水平地垫,地垫的长度x至少多长。答案:(1)440J(2)4m/s(3)1.6m解析:(1)小朋友在斜面滑下的过程中克服摩擦力做的功为Wf1=Ff1l=88×5J=440J。(2)小朋友在斜面上运动,由动能定理得mgh-Wf1=mv2代入数据解得v=4m/s。(3)小朋友在水平地垫上运动的过程,由动能定理得解得x=1.6m。*十年寒窗磨利剑，一朝折桂展宏图！第八章机械能守恒定律3.