内容正文:
第3章 动能的变化与机械功
3.3 动能定理的应用
*
案例1 汽车的制动性能是衡量汽车性能的重要指标。在一汽车制动性能的测试中,司机踩下刹车闸,使汽车在阻力作用下逐渐停止运动。下表中记录的是汽车以不同速率行驶时,制动后所经过的距离。
一、研究汽车的制动距离
汽车速率v/(km/h) 制动距离s/m
10 1
20 4
40 16
60 ?
请根据表中的数据,分析以下问题:
1、为什么汽车的速率越大,制动的距离也越长?
2、让汽车载上3名乘客,再做同样的测试,
制动距离会有变化吗?试分析原因。
3、设汽车在以60km/h匀速行驶时制动,在表格中
填上近似的值(车上没有乘客)。说明你分析
的依据和过程。
一、研究汽车的制动距离
解析:(1)以汽车为研究对象,进行受力分析,阻力可以认为是滑动摩擦力,由动能定理
可知,汽车的速率越大,制动距离s也越长
(2)由计算公式可知,制动距离s与质量m无关,所以有乘客时不影响制动距离。
一、研究汽车的制动距离
(3)由计算公式可知,制动距离s与速度的平方成正比,对比速率为10km/h时的情况得
小结:比例法是解决物理问题的常用方法,对于两个完全相同的过程用这种方法求解比较方便。
一、研究汽车的制动距离
二、合力做功与动能变化
在实际问题中,往往是多个力同时对一个物体做功,这时怎样运用动能定理分析问题呢?
案例分析
例1.一架喷气式飞机,质量m=5×103 kg,当起飞过程中从静止开始滑跑的路程为s=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k倍(k =0.02),求飞机受到的牵引力。
解:方法一
牵引力对飞机做的功为 W牵=Fs
阻力对飞机做的功为
飞机动能的增量为
由动能定理得
例1.一架喷气式飞机,质量m=5×103 kg,当起飞过程中从静止开始滑跑的路程为s=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k倍(k =0.02),求飞机受到的牵引力。
解:方法二
例1.一架喷气式飞机,质量m=5×103 kg,当起飞过程中从静止开始滑跑的路程为s=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k倍(k =0.02),求飞机受到的牵引力