77动能和动能定理1VIP专享VIP免费

7动能和动能定理一、探究功与物体速度变化的关系1、实验装置2、探究思路①设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W…②怎样才能做到只让橡皮筋对小车做功，而其他力对小车不做功或做功代数和为零?③如何测出小车获得的速度?3、实验结论Wv∝2，即功与物体的速度的平方成正比。保持每次拉伸长度一定，改变橡皮筋的条数平衡摩擦力设物体的质量为m，在与运动方向相同的恒定外力F的作用下发生一段位移，速度由v1增加到v2，如图所示。试用牛顿运动定律和运动学公式，推导出力F对物体做功的表达式。课堂练习根据牛顿第二定律alvv22122maFavvl22122FWFl22212vvmaa22211122mvmv从上面式子可以看出，很可能是一个具有特定意义的物理量。因为这个量在过程终了时和过程开始时的差，刚好等于力对物体做的功，所以应该是我们寻找的动能的表达式。212mv212mv二、动能1、概念物体由于运动而具有的能叫做动能2、公式212kEmv3、单位：（焦耳J）2211/Jkgms4、动能是标量，5、动能具有瞬时性，6、动能具有相对性，与速度的方向无关，且均为正值v为瞬时速度，是状态量一般选地面为参考系三、动能定理1、内容：合力所做的功等于物体动能的变化。2、表达式：kWE合22211122Wmvmv合①W合的含义：cosWFl合合123WWWW合（代数和）②△Ek的含义：动能的增量，kkkEEE末初>0kE，合力做正功<0kE，合力做负功3、动能定理的理解及应用要点：①既适用于恒力做功，也适用于变力做功.②既适用于直线运动，也适用于曲线运动。③既适用于单一运动过程，也适用于运动的全过程。④动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系.一般以地面为参考系.动能定理不涉及物理运动过程中的加速度和时间，而只与物体的初末状态有关，解决相关的力学问题时，应优先考虑应用动能定理。例题一架喷气式飞机，质量ｍ＝5×103kg，起飞过程中从静止开始滑跑的路程为l＝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.FfGN①常规方法22val22valFkmgma241.8102mvFkmgNl②动能定理法Fl241.8102mvFkmgNlkkkWEEE合末初kmgl212mv04、应用动能定理解题的一般步骤：①确定研究对象，明确运动过程.②对研究对象进行受力分析，找出各力所做的功或合力做的功。③明确始末状态，确定其动能④根据动能定理列方程。⑤求解并分析结果.例题一学生用100N的力将静置于地面的质量为0.5kg的球以8m/s的初速沿水平方向踢出20m远，则该学生对球做的功是（）A.200JB.16JC.1000JD.无法确定210162FWmvJB一物体做变速运动时，下列说法正确的是（）A．合外力一定对物体做功，使物体动能改变B．物体所受合外力一定不为零C．合外力一定对物体做功，但物体动能可能不变D．物体加速度一定不为零BD例题动能是标量，与速度的方向无关一定质量的物体，动能变化时速度一定变化，速度变化时，动能不一定变化例题一质量为1kg的物体被人用手由静止向上提升1m，这时物体的速度2m/s，则下列说法正确的是（）A、手对物体做功12JB、合外力对物体做功12JC、合外力对物体做功2JD、物体克服重力做功10J10FWmghJ21022GkWWWEmvJ手合ABD解题时必须弄清是什么力做的功，有何特点？如何求？4、初步运用动能定理解决问题.1、理解动能的概念.2、会用动能的定义式进行计算.3、会推导动能定理的表达式课堂小结例题某人在高h处抛出一个质量为m的物体．不计空气阻力，物体落地时的速度为v，这人对物体所做的功为（）A．mghB．mv2/2C．mgh+mv2/2D．mv2/2-mgh例题用拉力F使一个质量为m的木箱由静止开始在水平冰道上移动了s，拉力F跟木箱前进的方向的夹角为α，木箱与冰道间的摩擦因数为μ，求木箱获得的速度？2[cos(sin)]FmgFsvm5、从离地面H高处落下一只小球，小球在运动过程中所受到的空气阻力是它重力的k倍，而小球与地面相碰后，能以相同大小的速率反弹，求小球从释放开始，直至停止弹跳为止，所通过的总路程是多少？RH