《动能动能定理》ppt课件

第2讲 动能 动能定理,本节目录,基础再现对点自测,知能演练轻巧夺冠,考点探究讲练互动,技法提炼思维升华,要点透析直击高考,知识清单 一、动能 1定义：物体由于_而具有的能 2表达式：Ek_. 3单位：_，1 J1 N·m1 kg·m2/s2. 4矢标性：_量. 5瞬时性：v是瞬时速度 6相对性：物体的动能相对于不同的参考系一般不同,运动,焦耳,标,二、动能定理 1内容：合外力对物体所做的功等于物体_ 2表达式：WEk2Ek1_. 3适用范围 (1)动能定理既适用于直线运动，也适用于_运动 (2)既适用于恒力做功，也适用于_做功 (3)力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以不同时作用,曲线,变力,动能的变化,热身体验 1.关于某物体动能的一些说法，正确的是( ) A物体的动能变化，速度一定变化 B物体的速度变化，动能一定变化 C物体的速度变化大小相同时，其动能变化大小也一定 相同 D选择不同的参考系时，动能可能为负值,热身体验答案与解析 1解析：选A.动能大小与速度大小有关，与速度方向无关,动能变化，速度大小一定变化，故A正确；速度变化，速度的大小可能不变，故B错；速度大小变化相同，动能变化大小不一定相同，C错；动能不可能为负值，D错 2解析：选B.01 s内,速度增大,动能增加，合力做正功,A对；12 s内物体动能减小，合力做负功，故C对B错；0 s和3 s时，动能均为零，03 s内总功为零，故D正确,一、对动能定理的理解 1动能定理公式中等号的意义 等号表明合力做功与物体动能的变化间的三个关系： (1)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，求合力的功，进而求得某一力的功 (2)单位相同：国际单位都是焦耳 (3)因果关系：合外力的功是引起物体动能变化的原因,2动能定理中涉及的物理量有F、l、m、v、W、Ek等，在处理含有上述物理量的力学问题时，可以考虑使用动能定理由于只需要从力在整个位移内做的功和这段位移始末两状态动能变化去考虑，无需注意其中运动状态变化的细节，同时动能和功都是标量，无方向性，所以无论是直线运动还是曲线运动，计算都会特别方便 3高中阶段动能定理中的位移和速度应以地面或相对地面静止的物体为参考系 特别提醒：动能定理说明外力对物体所做的总功和动能变化间的一种因果关系和数量关系，不可理解为功转变成了物体的动能.,即时应用1 (2013·三明一中模拟)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和碰撞过程中墙对小球做功的大小W为( ) Av0 Bv12 m/s CW5.4 J DW10.8 J,二、动能定理的应用 1运用动能定理须注意的问题 (1)应用动能定理解题时，在分析过程的基础上无需深究物体运动过程中状态变化的细节，只需考虑整个过程的功及过程始末的动能 (2)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作用的，必须根据不同的情况分别对待求出总功，计算时要把各力的功连同符号(正负)一同代入公式,2解题步骤 (1)选取研究对象，明确它的运动过程 (2)分析研究对象的受力情况和各个力的做功情况，然后求各个外力做功的代数和 (3)明确物体在过程始末状态的动能Ek1和Ek2. (4)列出动能定理的方程W合Ek2Ek1及其他必要的解题方程，进行求解,即时应用2 人骑自行车下坡,坡长l500 m，坡高h8 m,人和车总质量为100 kg，下坡时初速度为4 m/s，人不踏车的情况下，到达坡底时车速为10 m/s,g取10 m/s2,则下坡过程中阻力所做的功为( ) A4000 J B3800 J C5000 J D4200 J,【思路点拨】 空气阻力是变力，计算克服阻力做的功可用动能定理,【方法技巧】 用动能定理求变力的功，是非常方便的，但是必须已知物体始末两个状态的速度，以及在中间过程中其他力对物体做功情况,考点2 动能定理与图象结合问题 总质量为80 kg的跳伞运动员从离地500 m的直升机上跳下，经过2 s拉开绳索开启降落伞如图所示是跳伞过程中的vt图象，试根据图象(g取10 m/s2) (1)求02 s内阻力做的功； (2)估算14 s内运动员下落的高度及克服阻力做的功； (3)估算运动员从飞机上跳下到着地的时间,【思路点拨】 解答本题时应注意以下三点： (1)运动员在前2 s内做匀加速直线运动，阻力恒定 (2)vt图象与t轴所围的面积表示运动员下落的高度；图中每个小格表示2×2 m4 m，数格数时，大于半格的记为1格，小于半格的舍去 (3)214 s内阻力是变力,【答案】 (1)2560 J (2)158 m 1.25×105 J (3)71 s 【规律总结】 解决这类问题首先要分清图象的类型若是Fx图象与坐标轴围成的图形的面积表示做的功；若是vt图象，可提取的信息有：加速度(与F合对应)、速度(与动能对应)、位移(与做功距离对应)等，然后结合动能定理求解,方法技巧 用分析法解决多过程问题 【范例】 (15分)(2013·豫南九校联考)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，sin37°0.6，cos37°0.8.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,寻规探法 批注：AB、CD段光滑，滑块在上面运动时只有重力做功，从AD，根据重力做功特点来确定； 批注：根据CD倾角可求加速度，进一步求时间； 批注：在BC段只有摩擦力做功，根据滑动摩擦力做功的特点表示WFfmgx总； 批注：滑块只能停在BC段上，从开始由A点下滑到最终停下来的过程应用动能定理列方程，可解决滑块在BC段运动的总路程,【答案】 (1)3 m/s (2)2 s (3)1.4 m,【方法提炼】 分析法是将未知推演还原为已知的思维方法，用分析法研究问题时，需要把问题化整为零，然后逐步引向待求量，具体来讲包括三个方面： (1)在空间上可以把整体分解为几个部分,如力学中的隔离,电路的分解等； (2)在时间上把全过程分解为几个阶段：如运动过程可分解为性质不同的各个阶段； (3)对复杂的整体进行各种因素、各个方面和属性的分析.,本部分内容讲解结束,按ESC键退出全屏播放,第3讲 机械能守恒定律,本节目录,基础再现对点自测,知能演练轻巧夺冠,考点探究讲练互动,技法提炼思维升华,要点透析直击高考,知识清单 一、重力势能 1定义：物体的重力势能等于它所受_与_的乘积. 2公式：Ep_. 3矢标性：重力势能是_量，但有正、负，其意义是表示物体的重力势能比它在_上大还是小，这与功的正、负的物理意义不同,重力,高度,mgh,标,参考平面,4特点 (1)系统性：重力势能是_和_共有的 (2)相对性：重力势能的大小与_的选取有关重力势能的变化是_的，与参考平面的选取_ 5重力做功与重力势能变化的关系 重力做正功时，重力势能_； 重力做负功时，重力势能_；重力做多少正(负)功，重力势能就_多少，即WG_.,地球,物体,参考平面,绝对,无关,减小,增大,减小(增大),Ep1Ep2,二、弹性势能 1定义：物体由于发生_而具有的能 2大小：弹性势能的大小与_及_有关，弹簧的形变量越大，劲度系数_，弹簧的弹性势能_ 3弹力做功与弹性势能变化的关系 弹力做正功，弹性势能_；弹力做负功，弹性势能_即弹簧恢复原长的过程中弹力做_，弹性势能_，形变量变大的过程中弹力做_，弹性势能_ 三、机械能守恒定律 1内容：在只有_或_做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持_,弹性形变,形变量,劲度系数,越大,越大,减小,增大,正功,减小,负功,增大,重力,弹力,不变,2表达式 (1)Ek1Ep1_ (要选零势能参考平面) (2)Ek_ (不用选零势能参考平面) (3)EA增_ (不用选零势能参考平面) 3机械能守恒的条件 只有_ (或_)做功或虽有其他外力做功但其他力做功的代数和_,Ek2Ep2,Ep,EB减,重力,弹力,为零,热身体验 1.将质量为100 kg的物体从地面提升到10 m高处，在这个过程中，下列说法中正确的是(取g10 m/s2)( ) A重力做正功，重力势能增加1.0×104 J B重力做正功，重力势能减少1.0×104 J C重力做负功，重力势能增加1.0×104 J D重力做负功，重力势能减少1.0×104 J,2.(2013·福州模拟)如图所示在光滑水平面上有一物体，它的左端连接着一轻弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F作用下物体处于静止状态，当撤去力F后，物体将向右运动，在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是( ) A弹簧的弹性势能逐渐减少 B物体的机械能不变 C弹簧的弹性势能先增加后减少 D弹簧的弹性势能先减少后增加,3.如图所示，斜劈劈尖顶着竖直墙壁静止于水平面上，现将一小球从图示位置静止释放，不计一切摩擦，则在小球从释放到落至地面的过程中，下列说法正确的是( ) A斜劈对小球的弹力不做功 B斜劈与小球组成的系统机械能守恒 C斜劈的机械能守恒 D小球重力势能减小量等于斜劈动能的增加量,热身体验答案与解析 1解析：选C.物体位置升高，重力势能增加，重力做负功,故C对 2解析：选D.开始时弹簧处于压缩状态，撤去力F后，物体先向右加速运动后向右减速运动，所以物体的机械能先增大后减小，所以B错弹簧先恢复原长后又逐渐伸长，所以弹簧的弹性势能先减少再增加，D正确 3解析：选B.弹力与小球移动方向不垂直，则弹力对小球做功，故A错；对斜劈与小球系统(包括地球)，没有外力作功，内部也没有摩擦力，故机械能守恒，B对；对斜劈，小球对其做功，故它的机械能不守恒，C错；小球重力势能的减少量等于小球与斜劈动能增加量之和，故D错,一、机械能守恒条件的理解及守恒判断方法 1对机械能守恒条件的理解 机械能守恒的条件是：只有重力或弹力做功可以从以下三个方面理解：(1)只受重力作用，例如在不考虑空气阻力的情况下的各种抛体运动，物体的机械能守恒 (2)受其他力，但其他力不做功，只有重力或弹力做功例如物体沿光滑的曲面下滑，受重力、曲面的支持力的作用，但曲面的支持力不做功，物体的机械能守恒 (3)受其他力，但其他力做的总功等于零，例如在粗糙水平面上匀速行驶的机车，牵引力做的正功等于摩擦力做的负功，物体的机械能守恒,2判断机械能是否