物理公开课获奖课件推选动能定理及其应用.ppt
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1、动能定理及其应用动能定理及其应用执教教师:XXX知识点一动能想一想当物体的速度发生变化时,物体的动能Ek一定变化吗?【提示】 物体的动能是标量,与物体的速度大小有关,与物体的速度方向无关,而物体的速度变化可能是由其方向变化而引起的,故不一定变化。记一记1定义物体由于而具有的能。2公式Ek_。3单位焦耳,1 J1 Nm1 kgm2/s2。4矢标性动能是,只有正值。5动能的变化量Ek_,是过程量。标量标量运动运动试一试1一个质量为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
2、小球的动能变化量Ek为()Av0Bv12 m/sCEk1.8 J DEk10.8 J【解析】 取初速度方向为正方向,则v(66) m/s12 m/s,由于速度大小没变,动能不变,故动能变化量为0,故只有选项B正确。【答案】 B知识点二动能定理想一想如图所示,一质量为m0.1 kg的小球以v03 m/s的速度从桌子边缘平抛,经t0.4 s落地,若g10 m/s2,不计空气阻力,则此过程中重力对小球做了多少功?小球动能增加量为多少?由此你能得出什么结论?记一记1内容力在一个过程中对物体所做的功,等于物体在这个过程中。2表达式W。3物理意义的功是物体动能变化的量度。动能的变化动能的变化Ek2Ek1合
3、力合力4适用条件(1)动能定理既适用于直线运动,也适用于。(2)既适用于恒力做功,也适用于。(3)力可以是各种性质的力,既可以同时作用,也可以。曲线运动曲线运动变力做功变力做功不同时作用不同时作用【答案】 B从两个方面理解动能定理从两个方面理解动能定理(1)动能定理公式中体现的三个关系: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,求合外力的功,进而求得某一力的功。单位关系,等式两侧物理量的国际单位都是焦耳。因果关系:合外力的功是引起物体动能变化的原因。(2)动能定理叙述中所说的“外力”,既可以是重力、弹力、摩擦力,也可以是电场力、磁场力或其他力。【例
4、1】 如图,用跨过光滑定滑轮的缆绳将海面上一艘失去动力的小船沿直线拖向岸边。已知拖动缆绳的电动机功率恒为P,小船的质量为m,小船受到的阻力大小恒为f,经过A点时的速度大小为v0,小船从A点沿直线加速运动到B点经历时间为t1,A、B两点间距离为d,缆绳质量忽略不计。求:(1)小船从A点运动到B点的全过程克服阻力做的功Wf;(2)小船经过B点时的速度大小v1;(3)小船经过B点时的加速度大小a。【解题探究】 (1)请对小船进行受力分析,哪些力是恒力,哪些力是变力?受到的力:。恒力:。变力:。重力、浮力、阻力、拉力重力、浮力、阻力、拉力重力、阻力重力、阻力浮力、拉力浮力、拉力(2)小船在B点时的速度
5、与绳的速度有何关系?【提示】 v绳v船cos 。【自主解答】 _【解析】 (1)小船从A点运动到B点克服阻力做功Wffd (2)小船从A点运动到B点牵引力做的功WPt1【总结提升】 求变力做功时的四个要点(1)明确所求的变力的功不一定为总功,故所求的变力的功不一定等于Ek。(2)明确合外力对物体所做的功对应物体动能的变化,而不是对应物体的动能。(3)若有多个力做功时,必须明确各力做功的正负。(4)利用动能定理可求物体的速度、受力、位移及变力的功。变式训练1 如图所示,质量为m的小车在水平恒力F推动下,从山坡(粗糙)底部A处由静止起运动至高为h的坡顶B,获得速度为v,A、B之间的水平距离为x,重
6、力加速度为g。下列说法正确的是 ()【答案】 ABD应用动能定理的基本步骤和注意事项1应用动能定理的解题步骤2注意事项(1)动能定理的研究对像可以是单一物体,或者是可以看做单一物体的物体系统。(2)动能定理是求解物体的位移或速率的简捷公式。当题目中涉及位移和速度而不涉及时间时可优先考虑动能定理;处理曲线运动中的速率问题时也要优先考虑动能定理。(3)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做功,必须根据不同的情况分别对待求出总功。(4)应用动能定理时,必须明确各力做功的正、负。当一个力做负功时,可设物体克服该力做功为W,将该力做功表达为W
7、,也可以直接用字母W表示该力做功,使其字母本身含有负号。【例2】 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,sin 370.6,cos 370.8。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。【解题探究】 (1)重力
8、与摩擦力做功的特点有何不同?重力做功:。摩擦力做功:。(2)应用动能定理时应主要进行哪些分析?【提示】 受力分析、过程分析及各力做功情况分析。【自主解答】 _与路径无关与路径无关与路径有关与路径有关【答案】 (1)3 m/s(2)2 s(3)1.4 m【总结提升】 应用动能定理应突破的五个难点(1)突破研究对像的选取难点动能定理适用于单个物体,当题目中出现多个物体时可分别将单个物体取为研究对像,应用动能定理;也可以把多个物体组成整体,再应用动能定理求解,此时的条件是内力的功没有引起动能向其他形式能的转化。(2)突破研究过程的选取难点应用动能定理时,选取不同的研究过程列出的方程是不相同的。因为动
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