8.3动能和动能定理 第二课时 课件 -2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第八章 机械能守恒定律 8.3 动能和动能定理 习题课 第二课时 复习：动能和动能定理 0 1.表达式：Ek＝ ; 2.标矢性：动能是 量，只有 ,且只有正值，没有方向; 3.物体动能的变化量是指 动能 标 大小 末动能减去初动能 4.相对性:物体运动速度的大小与选定的参考系有关,相对于不同参考系,物体具有不同的速度,即物体的动能不同。 5.瞬时性：动能是状态量，与物体的运动状态相对应。 复习：动能和动能定理 0 1.内容：力在一个过程中对物体做的总功，等于物体在这个过程中动能的变化; 2.表达式：W总＝ 动能定理 W总= Ek2 －Ek1= ΔEk 3.动能定理公式中等号的意义 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：合外力的功是物体动能变化的原因。 复习：动能和动能定理 0 【例】 关于物体的动能,下列说法正确的是(　) A.物体速度变化,其动能一定变化 B.物体所受的合外力不为零,其动能一定变化 C.物体的动能变化,其运动状态一定发生改变 D.物体的速度变化越大,其动能变化一定也越大 动能是标量,速度是矢量,当动能发生变化时,物体的速度(大小)一定发生了变化,当速度发生变化时,可能仅是速度的方向变化,物体的动能可能不变。 C 动能定理 果 因 恒力 直线 曲线 变力 瞬时、单一过程 累积、多个过程 动能定理适用范围 0 现在我们来梳理下动能定理的适用范围： 在涉及只关注某过程的初、末状态，不需考虑过程细节，尤其是求变力功、曲线运动、多过程、瞬间过程更有优势！ 5 变力做功已知方法： （1）微元法（适用于力的方向时刻改变，但大小恒定，且力与位移变化方向一致。） （2）图像法（适用于力与位移方向共线） （3）平均力法（适用于力与位移共线且成线性关系） （4）转换法（适用于轻绳滑轮等轻质不存能量物体，力方向改变） （5）分段法（适用于全程为变力，但分段为恒力） （6）功率法（适用于功率一定的情况，如机车功率一定的行驶情况） 复习：变力做功的求法 0 当物体受到一个变力和几个恒力作用时，可以用动能定理间接求变力做的功，即W变＋W其他＝ΔEk. 利用动能定理求变力做功 1 注意事项： （1）明确利用动能定理解题的基本步骤 （2）关注初、末两个状态，解决过程中各个力的做功情况。 例1　如图所示，物体(可看成质点)沿一曲面从A点无初速度下滑，当滑至曲面的最低点B点时，下滑的竖直高度 h＝5 m，此时物体的速度v＝6 m/s.若物体的质量m＝1 kg，g取10 m/s2，求物体在下滑过程中克服阻力所做的功. 答案　32 J 解：由A→B根据动能定理得mgh＋Wf＝ mv2－0，解得Wf＝－32 J.故物体在下滑过程中克服阻力所做的功为32 J. 利用动能定理求变力做功 1 例2 质量为m的物体以初速度v0沿水平面向左开始运动，起始点A与一轻弹簧O端相距s，已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，物体与弹簧相碰后，弹簧的最大压缩量为x，重力加速度为g，则从开始碰撞到弹簧被压缩至最短，物体克服弹簧弹力所做的功为 √ 利用动能定理求变力做功 1 9 例3 质量为m 的物体静放在水平光滑的平台上,系在物体上的绳子跨过光滑的定滑轮由速度v0向右匀速走动的人拉着,设人从地面上且从平台的边缘开始向右行至绳和水平方向成30°角处,在此过程中人所做的功为: （ ） A. B. C. D. √ 利用动能定理求变力做功 1 解：当右段绳与水平夹角为θ时,沿着绳子方向的速率知绳子的拉力是变力,若直接用W=Fscosθ求功是不可能的,由动能定理可得:人所做的功等于物体动能的增量 即 可见,用动能定理解决变力做功是一种常用方法,解此类问题关键是分清各力做功情况和初、末动能. 利用动能定理求变力做功 1 动能定理与图像结合问题的分析方法： 1.首先看清楚图像的种类(如v－t图像、F－x图像、Ek－x图像等). 2.挖掘图像的隐含条件，求出所需物理量，如利用v－t图像与t轴所包围“面积”求位移，利用F－x图像与x轴所包围“面积”求功，利用Ek－x图像的斜率求合力等. 3.再分析还有哪些力做功，根据动能定理列方程，求出相应的物理量. 动能定理在图像中的应用 2 例1　（多选）在平直的公路上，汽车由静止开始做匀加速运动.当速度达到vm后，立即关闭发动机滑行直至停止.v－t图像如图所示，汽车的牵引力大小为F1，摩擦力大小为F2，全过程中，牵引力做的功为W1，克服摩擦力做功为W2.以下关系式正确