8.3动能和动能定理 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动能定理 一、动能 1.定义：物体由于物体运动而具有的能量。 2.表达式： 3.单位：焦耳（J） 1J=1kg·m2/s2 4.标量：遵从代数运算法则，且只有正值。 5.状态量:对应某一时刻或某一位置，动能具有相对性。 【例】粗糙水平面上，质量为m的物体，在与运动方向相同的恒力F 的作用下发生一段位移l，速度由v1增加到v2，已知阻力恒定为f，试求这个过程中合外力做的功。 探究功和动能关系 二.动能定理 合外力在一个过程中对物体所做的总功，等于物体在这个过程中动能的变化。 1.内容： 2. 表达式： 合力做的功 状态量 3. 理解： （1）同一性：位移l 与速度v 相对同一参考系，通常选地面。 （2）相对性：选取不同的参考系，物体的速度不同，动能也不同，一般以地面为参考系 4.适用条件：（1）直线运动 曲线运动 恒力做功 变力做功； （2）单个物体或多个物体；一个过程或全过程。 （3）合力做正功，即W合＞０，Ek2＞Ek1 ，动能增大； 合力做负功，即W合＜０，Ek2＜Ek1 ，动能减小。 【练1】如图所示，物块在离斜面底端5m处由静止开始下滑，然后滑到与斜面连接的水平面上，若物体与斜面及水平面间的动摩擦因数μ均为0.5，斜面倾角为37°。（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）求： （1）物块滑到斜面底端时的速度； （2）物块在水平面上滑行的距离。 三、动能定理运用 [练2] 如图甲所示，静止在水平地面上一个质量为m=4kg的物体，在水平推力F作用下运动，推力F随位移x变化的图像如图乙所示，已知物体与地面之间的动摩擦因数为0.5，g=10m/s2。求： （1）运动过程中物体的最大加速度大小； （2）物体的速度最大时距出发点的距离； （3）物体停止的位置距出发点的距离。 三、动能定理运用 [练3]如图，两座雪坡AB、CD高度分别为h1=30m和h2=15m，倾角均为370，滑雪道从较高的坡顶A延伸到较低的坡顶D，中间的水平雪道BC的长度L=70m，一滑雪者从A处静止开始下滑，经t1=5s到达B点。已知滑雪板与雪道的动摩擦因数均为μ，在两雪坡交界B处和C处均用一小段光滑圆弧连接，不计空气阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8。g取。 （1）求滑雪者从AB段下滑过程中加速度的大小； （2）求μ的值； （3）若调节滑雪者的初速度大小， 使滑雪者从A到D的时间最长， 求从C点滑上雪坡时的速度大小。 【讲4】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与一水平轻弹簧O端相距s，如图7所示.已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，物体与弹簧接触后，弹簧的最大压缩量为x，重力加速度为g，则从开始接触到弹簧被压缩至最短(弹簧始终在弹性限度内)，物体克服弹簧弹力所做的功为（ ） 【讲5】如图所示，AB为四分之一圆弧轨道，BC为水平直轨道，圆弧的半径为R，BC的长度也是R.一质量为m的物体，与两个轨道间的动摩擦因数都为μ，它由轨道顶端A从静止开始下滑，恰好运动到C处停止，不计空气阻力，重力加速度为g，那么物体在AB段克服摩擦力所做的功为（ ） 【练6】两颗人造地球卫星质量之比m1:m2=1:4，在万有引力作用下绕地球运转。若它们的轨道半径之比r1:r2=2:1，则它们的动能之比为（　　） A．1:2 B．2:1 C．1:8 D．8:1 【练7】如图所示，一质量为m＝10 kg的物体，由 光滑圆弧轨道上端从静止开始下滑，到达底端后沿水平面向右滑动1 m距离后停止.已知轨道半径R＝0.8 m，取g＝10 m/s2，求： (1)物体滑至圆弧底端时的速度大小； (2)物体滑至圆弧底端时对轨道的压力大小； (3)物体沿水平面滑动过程中克服摩擦力做的功.