1、第2課時(shí)動(dòng)能和動(dòng)能定理及應(yīng)用,一、動(dòng)能 1.定義：物體由于_而具有的能叫動(dòng)能。 2.公式：Ek _ 。 3.單位： _ ，1 J1 Nm1 kgm2/s2。 4.矢標(biāo)性：動(dòng)能是_ ，只有正值。 5.狀態(tài)量：動(dòng)能是_ ，因?yàn)関是瞬時(shí)速度。,運(yùn)動(dòng),焦耳,標(biāo)量,狀態(tài)量,二、動(dòng)能定理 1.內(nèi)容：力在一個(gè)過程中對(duì)物體做的功，等于物體在這個(gè)過程中_。 2.表達(dá)式：W_或WEk2Ek1。 3.物理意義：_的功是物體動(dòng)能變化的量度。 4.適用條件 (1)動(dòng)能定理既適用于直線運(yùn)動(dòng)，也適用于_。 (2)既適用于恒力做功，也適用于_。 (3)力可以是各種性質(zhì)的力，既可以同時(shí)作用，也可以_。,動(dòng)能的變化,合外力,曲線

2、運(yùn)動(dòng),變力做功,不同時(shí)作用,【思考判斷】 1.物體的動(dòng)能不變，所受合外力一定為零( ) 2.物體在合外力作用下做變速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能一定變化( ) 3.動(dòng)能不變的物體，一定處于平衡狀態(tài)( ) 4.一定質(zhì)量的物體動(dòng)能變化時(shí)，速度一定變化，但速度變化時(shí)，動(dòng)能不一定變化( ) 5.如果物體所受的合外力為零，那么合外力對(duì)物體做功一定為零( ) 6.做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體，動(dòng)能與時(shí)間的二次方成正比( ),考點(diǎn)一動(dòng)能動(dòng)能定理(d/d),要點(diǎn)突破 1.對(duì)動(dòng)能定理的三點(diǎn)理解,(1)做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程，動(dòng)能定理表達(dá)式中的“”的意義是一種因果關(guān)系在數(shù)值上相等的符號(hào)，它并不意味著“功就是動(dòng)能增量”，也不意味著“功

3、轉(zhuǎn)變成了動(dòng)能”，而是意味著“功引起物體動(dòng)能的變化”。 (2)動(dòng)能定理敘述中所說的“外力”，既可以是重力、彈力、摩擦力，也可以是電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力或其他力。 (3)合外力對(duì)物體做正功，物體的動(dòng)能增加；合外力對(duì)物體做負(fù)功，物體的動(dòng)能減少；合外力對(duì)物體不做功，物體的動(dòng)能不變。,2.應(yīng)用動(dòng)能定理解決問題的步驟,(1)選取研究對(duì)象，明確它的運(yùn)動(dòng)過程。 (2)分析研究對(duì)象的受力情況和各力的做功情況，然后求各個(gè)外力做功的代數(shù)和。 受哪些力各力是否做功做正功還是負(fù)功做多少功 (3)明確物體始末狀態(tài)的動(dòng)能Ek1和Ek2。 (4)列出動(dòng)能定理的方程W合Ek2Ek1及其他必要的解題方程，進(jìn)行求解。,典例剖析 【例1】

4、在平直公路上，汽車由靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度達(dá)到vmax后立即關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)直到停止，汽車的速度時(shí)間圖象如圖所示。設(shè)汽車的牽引力為F，摩擦力為Ff，全過程中牽引力做功W1，克服摩擦力做功W2。以下判斷中正確的是(),A.FFf13 B.FFf31 C.W1W211 D.W1W213,答案C,答案D,針對(duì)訓(xùn)練 1.關(guān)于運(yùn)動(dòng)物體所受的合力、合力做的功、物體動(dòng)能的變化，下列說法正確的是(),A.運(yùn)動(dòng)物體所受的合力不為零，合力必做功，物體的動(dòng)能肯定要變化 B.運(yùn)動(dòng)物體所受的合力為零，則物體的動(dòng)能肯定不變 C.運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)能保持不變，則該物體所受合力一定為零 D.運(yùn)動(dòng)物體所受合力不為零，則該物體一定做變

5、速運(yùn)動(dòng)，其動(dòng)能要變化,解析關(guān)于運(yùn)動(dòng)物體所受的合力、合力做的功、物體動(dòng)能的變化三者之間的關(guān)系有下列三個(gè)要點(diǎn)。 (1)若運(yùn)動(dòng)物體所受合力為零，則合力不做功(或物體所受外力做功的代數(shù)和必為零)，物體的動(dòng)能絕對(duì)不會(huì)發(fā)生變化。 (2)物體所受合力不為零，物體必做變速運(yùn)動(dòng)，但合力不一定做功，合力不做功，則物體動(dòng)能不變化。 (3)物體的動(dòng)能不變，一方面表明物體所受的合力不做功；同時(shí)表明物體的速率不變(速度的方向可以不斷改變，此時(shí)物體所受的合力只是用來改變速度方向，產(chǎn)生向心加速度，如勻速圓周運(yùn)動(dòng))。 根據(jù)上述三個(gè)要點(diǎn)不難判斷，本題只有選項(xiàng)B是正確的。 答案B,2.人用手托著質(zhì)量為m的物體，從靜止開始沿水平方向

6、運(yùn)動(dòng)，前進(jìn)距離s后，速度為v(物體與手始終相對(duì)靜止)，物體與人手掌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，則人對(duì)物體做的功為(),答案D,考點(diǎn)二動(dòng)能定理的應(yīng)用(d/d),要點(diǎn)突破 1.動(dòng)能定理適用于直線運(yùn)動(dòng)，也可用于曲線運(yùn)動(dòng)；動(dòng)能定理適用于恒力做功，也可用于變力做功；動(dòng)能定理可分段處理，也可整過程處理。 2.解決多過程問題應(yīng)優(yōu)先考慮應(yīng)用動(dòng)能定理(或功能關(guān)系)，從而使問題得到簡化。能解決的幾個(gè)典型問題如下： (1)不涉及加速度、時(shí)間的多過程問題。 (2)有多個(gè)物理過程且不需要研究整個(gè)過程中的中間狀態(tài)的問題。 (3)變力做功的問題。,典例剖析 【例1】 (2017嘉興模擬)張偉同學(xué)參加學(xué)校運(yùn)動(dòng)會(huì)立定跳遠(yuǎn)項(xiàng)目比賽，起跳

7、直至著地過程如圖所示，測(cè)量得到比賽成績是2.5 m，目測(cè)空中腳離地最大高度約0.8 m，忽略空氣阻力，則起跳過程該同學(xué)所做功最接近(),A.65 J B.750 J C.1 025 J D.1 650 J,答案B,【例2】 (2015浙江10月學(xué)考)如圖所示是公路上的“避險(xiǎn)車道”，車道表面是粗糙的碎石，其作用是供下坡的汽車在剎車失靈的情況下避險(xiǎn)。質(zhì)量m2.0103 kg的汽車沿下坡行駛，當(dāng)駕駛員發(fā)現(xiàn)剎車失靈的同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)失去動(dòng)力，此時(shí)速度表示數(shù)v136 km/h，汽車?yán)^續(xù)沿下坡勻加速直行l(wèi)350 m、下降高度h50 m時(shí)到達(dá)“避險(xiǎn)車道”，此時(shí)速度表示數(shù)v272 km/h。,(1)求從發(fā)現(xiàn)剎車失靈

8、至到達(dá)“避險(xiǎn)車道”這一過程汽車動(dòng)能的變化量； (2)求汽車在下坡過程中所受的阻力；(g取10 m/s2) (3)若“避險(xiǎn)車道”與水平面間的夾角為17，汽車在“避險(xiǎn)車道”受到的阻力是在下坡公路上的3倍，求汽車在“避險(xiǎn)車道”上運(yùn)動(dòng)的最大位移(sin 170.3)。,答案(1)3.0105 J(2)2103 N(3)33.3 m,【方法總結(jié)】 應(yīng)用動(dòng)能定理求解多過程問題的基本思路 (1)弄清物體的運(yùn)動(dòng)由哪些過程組成。 (2)分析每個(gè)過程中物體的受力情況。 (3)各個(gè)力做功有何特點(diǎn)，對(duì)動(dòng)能的變化有無影響。 (4)從總體上把握全過程，表達(dá)出總功，找出初、末狀態(tài)的動(dòng)能。 (5)對(duì)所研究的全過程運(yùn)用動(dòng)能定理

9、列方程。,答案A,2.如圖所示，摩托車做特技表演時(shí)，以v010.0 m/s的初速度沖向高臺(tái)，然后從高臺(tái)水平飛出。若摩托車沖向高臺(tái)的過程以P4.0 kW的額定功率行駛，沖到高臺(tái)上所用時(shí)間t3.0 s，人和車的總質(zhì)量m1.8102 kg，臺(tái)高h(yuǎn)5.0 m，摩托車的落地點(diǎn)到高臺(tái)的水平距離x10.0 m。不計(jì)空氣阻力，取g10 m/s2。求：,(1)摩托車從高臺(tái)飛出到落地所用時(shí)間； (2)摩托車落地時(shí)速度的大?。?(3)摩托車沖上高臺(tái)過程中克服阻力所做的功。,3.如圖所示，在豎直平面內(nèi)固定一半徑R為2 m、圓心角為120的光滑圓弧軌道BEC，其中點(diǎn)E是最低點(diǎn)。在B、C兩端平滑、對(duì)稱地連接AB、CD兩段

10、粗糙直軌道，直軌道上端A、D與最低點(diǎn)E之間的高度差h均為2.5 m。現(xiàn)將質(zhì)量為 0.01 kg 的小物塊由A點(diǎn)靜止釋放，物塊與直軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.25，取g10 m/s2。求：,(1)小物塊從靜止釋放到第一次過E點(diǎn)時(shí)重力做的功； (2)小物塊第一次通過E點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能大?。?(3)小物塊在E點(diǎn)時(shí)受到支持力的最小值。,答案(1)0.25 J(2)0.23 J(3)0.2 N,1.在同一位置以相同的速率把三個(gè)小球分別沿水平、斜向上、斜向下方向拋出，不計(jì)空氣阻力，則落在同一水平地面時(shí)的速度大小(),A.一樣大 B.水平拋的最大 C.斜向上拋的最大 D.斜向下拋的最大,答案A,2.如圖所示，木盒中

11、固定一質(zhì)量為m的砝碼，木盒和砝碼在桌面上以一定的初速度一起滑行一段距離后停止。現(xiàn)拿走砝碼，而持續(xù)加一個(gè)豎直向下的恒力F(Fmg)，若其他條件不變，則木盒滑行的距離(),A.不變 B.變小 C.變大 D.變大變小均可能,答案B,3.質(zhì)量為m2 kg的物體，在光滑水平面上以v16 m/s的速度勻速向西運(yùn)動(dòng)，若有一個(gè)大小為8 N、方向向北的恒力F作用于物體，在t2 s內(nèi)物體的動(dòng)能增加了(),A.28 J B.64 JC.32 J D.36 J,答案B,4.如圖所示，一質(zhì)量為m的小球，用長為l的輕繩懸掛于O點(diǎn)，小球在水平拉力F的作用下，從平衡位置P點(diǎn)很緩慢地移動(dòng)到Q點(diǎn)，則力F所做的功為(),A.mglcos B.mgl(1cos ) C.Flsin D.Fl,解析小球從P點(diǎn)移到Q點(diǎn)時(shí)，受重力、繩子的拉力和水平拉力F，由受力平衡知Fmgtan ，隨的增大，F(xiàn)也增大，故F是變力，因此不能直接用公式WFlcos 求解。 從P緩慢拉到Q，由動(dòng)能定理得WFmgl(1cos )0(小球緩慢移動(dòng)，速度可視為大小不變)，即WFmgl(1cos )。