专题动能定理的应用微课VIP专享VIP免费

动能定理的应用微课复习乒乓球在与地面反复的碰撞过程中，所通过的总路程如何计算最方便呢？这个问题虽然用牛顿定律结合运动学公式可以解决，但过程较复杂。我们在踢足球时，如何求解踢球过程中，我们的脚对足球所做的功呢？人的脚在与足球接触中这个力是变化的，我们无法直接用公式W=Fscosα来计算对足球所做的功。如果能知道力对足球所做的功跟足球动能变化的关系，就能很方便地解决这个问题了。1：动能定理的基本内容是什么？2：动能定理的表达式是怎样的？是标量式还是矢量式？3：如何理解动能定理？动能定理的解题步骤是怎样的？答：外力对物体所做的总功，等于物体动能的变化答：W合=EK2-EK1，是标量式一、简要复习动能定理21222121mvmvWF计算方法⑴⑵末状态动能初状态动能二、应用动能定理解题步骤：1。找对象：（通常是单个物体）2。作二分析⑴受力分析⑵运动情况分析3。确定各力做功。4。建方程：21222121mvmvWF动能定理动能动能定理动能1.物体由于运动而具有的能，叫动能2.公式221mvEK3.动能是标量，是状态量4.单位：焦(J)1.合外力所做的功等于物体动能的变化2.2122212112mvmvWEEWKK或3.解题步骤：①确定研究对象及运动过程②受力分析，并确定各个力所做的功③明确初、末状态的动能④列方程求解，对结果进行必要的讨论说明一架喷气式飞机，质量ｍ＝5×103kg，起飞过程中从静止开始滑跑的路程为s＝5.3×102ｍ时，达到起飞速度ｖ＝60ｍ/s，在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍(ｋ＝0.02)，求飞机受到的牵引力.解法一：以飞机为研究对象，它做匀加速直线运动受到重力、支持力、牵引力和阻力作用.∴F合＝F－kmg＝ｍa①又ｖ２－０２＝２as∴s2va2②由①和②得：svmkmgF22N108.1N103.52601051010502.0s2vmkmgF422332解法二：以飞机为研究对象，它受到重力、支持力、牵引力和阻力作用，这四个力做的功分别为WＧ＝０，W支＝０，W牵＝Fs，W阻＝－ｋｍｇs.据动能定理得：0mv21kmgsFs2代入数据，解得F＝1.9×104Ｎ比较一下，这两种解法有什么区别呢?解法一采用牛顿运动定律和匀变速直线运动的公式求解，要假定牵引力是恒力，而实际中牵引力不一定是恒力.解法二采用动能定理求解.因为动能定理适用于变力，用它可以处理牵引力是变力的情况.而且运用动能定理解题不涉及物体运动过程中的加速度和时间，因为用它来处理问题时比较方便.动能定理可以由牛顿定律推导出来，原则上讲用动能定律能解决物理问题都可以利用牛顿定律解决，但在处理动力学问题中，若用牛顿第二定律和运动学公式来解，则要分阶段考虑，且必须分别求每个阶段中的加速度和末速度，计算较繁琐。但是，我们用动能定理来解就比较简捷。本节课就研究动能定理解决某些动力学问题的优越性。例题1、如图1所示，AB为1/4圆弧轨道，半径为R=0.8m，BC是水平轨道，长S=3m，BC处的摩擦系数为μ=1/15，今有质量m=1kg的物体，自A点从静止起下滑到C点刚好停止。求物体在轨道AB段所受的阻力对物体做的功。解析：物体在从A滑到C的过程中，有重力、AB段的阻力、BC段的摩擦力共三个力做功，WG=mgR，fBC=umg，由于物体在AB段受的阻力是变力，做的功不能直接求。根据动能定理可知：W外=0，所以mgR—umgS-WAB=0即WAB=mgR—umgS=1×10×0.8—1×10×3/15=6(J)归纳小结：如果我们所研究的问题中有多个力做功，其中只有一个力是变力，其余的都是恒力，而且这些恒力所做的功比较容易计算，研究对象本身的动能增量也比较容易计算时，用动能定理就可以求出这个变力所做的功。三、应用举例：（一）关于变力做功的问题练.一个质量为m的小球拴在轻绳的一端，另一端用大小为F1的拉力作用，在光滑水平面上做半径为R1的匀速圆周运动，如图所示，今改变拉力，当大小变为F2，使小球仍在水平面上做匀速圆周运动，但半径变为R2，小球运动半径由R1变为R2过程中拉力对小球做的功多大？F解:设半径为R1、R2对小球做圆周运动的线速度大小分别是V1、V2，由向心力公式和牛顿第二定律得1211RVmF2222RVmF...