《动能动能定理》PPT课件

第2讲动能动能定理本节目录基础再现对点自测知能演练轻巧夺冠考点探究讲练互动技法提炼思维升华要点透析直击高考目录基础再现对点自测知识清单一、动能1．定义：物体由于_______而具有的能．2．表达式：Ek＝________.3．单位：______，1J＝1N·m＝1kg·m2/s2.4．矢标性：____量.5．瞬时性：v是瞬时速度．6．相对性：物体的动能相对于不同的参考系一般不同．12mv2运动焦耳标目录二、动能定理1．内容：合外力对物体所做的功等于物体____________．2．表达式：W＝Ek2－Ek1＝_____________.3．适用范围(1)动能定理既适用于直线运动，也适用于______运动．(2)既适用于恒力做功，也适用于______做功．(3)力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以不同时作用．12mv22－12mv21曲线变力动能的变化目录热身体验1.关于某物体动能的一些说法，正确的是()A．物体的动能变化，速度一定变化B．物体的速度变化，动能一定变化C．物体的速度变化大小相同时，其动能变化大小也一定相同D．选择不同的参考系时，动能可能为负值目录2.物体在合力作用下做直线运动的v－t图象如图所示．下列表述不．正确的是()A．在0～1s内，合力做正功B．在0～2s内，合力总是做正功C．在1～2s内，合力做负功D．在0～3s内，合力做的总功为零目录热身体验答案与解析1．解析：选A.动能大小与速度大小有关，与速度方向无关,动能变化，速度大小一定变化，故A正确；速度变化，速度的大小可能不变，故B错；速度大小变化相同，动能变化大小不一定相同，C错；动能不可能为负值，D错．2．解析：选B.0～1s内,速度增大,动能增加，合力做正功,A对；1～2s内物体动能减小，合力做负功，故C对B错；0s和3s时，动能均为零，0～3s内总功为零，故D正确．目录一、对动能定理的理解1．动能定理公式中等号的意义等号表明合力做功与物体动能的变化间的三个关系：(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：合外力的功是引起物体动能变化的原因．要点透析直击高考目录2．动能定理中涉及的物理量有F、l、m、v、W、Ek等，在处理含有上述物理量的力学问题时，可以考虑使用动能定理．由于只需要从力在整个位移内做的功和这段位移始末两状态动能变化去考虑，无需注意其中运动状态变化的细节，同时动能和功都是标量，无方向性，所以无论是直线运动还是曲线运动，计算都会特别方便．3．高中阶段动能定理中的位移和速度应以地面或相对地面静止的物体为参考系．特别提醒：动能定理说明外力对物体所做的总功和动能变化间的一种因果关系和数量关系，不可理解为功转变成了物体的动能.目录即时应用1(2013·三明一中模拟)一个质量为0.3kg的弹性小球,在光滑水平面上以6m/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Δv和碰撞过程中墙对小球做功的大小W为()A．Δv＝0B．Δv＝12m/sC．W＝5.4JD．W＝10.8J解析：选B.碰撞前后速度方向相反，Δv＝v－(－v)＝12m/s，A错B对；动能与速度方向无关，碰撞前后的动能均为E′k＝Ek＝12mv2＝5.4J，所以ΔEk＝0，故C、D错．目录二、动能定理的应用1．运用动能定理须注意的问题(1)应用动能定理解题时，在分析过程的基础上无需深究物体运动过程中状态变化的细节，只需考虑整个过程的功及过程始末的动能．(2)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作用的，必须根据不同的情况分别对待求出总功，计算时要把各力的功连同符号(正负)一同代入公式．目录2．解题步骤(1)选取研究对象，明确它的运动过程．(2)分析研究对象的受力情况和各个力的做功情况，然后求各个外力做功的代数和．(3)明确物体在过程始末状态的动能Ek1和Ek2.(4)列出动能定理的方程W合＝Ek2－Ek1及其他必要的解题方程，进行求解．目录即时应用2人骑自行车下坡,坡长l＝500m，坡高h＝8m,人和车总质量为100kg，下坡时初速度为4m/s，人不踏车的情况下，到达坡底时车速为10m/s,g取10m/s2,则下坡过程中阻力所做的功为()A．－4000JB．－3800JC．－5000JD．－4200J解析：选B.下坡过程中有重力和阻力做功，支持力不做功，由动能定理得：mgh＋W阻＝12mv22－12mv21，代入数据解得：W阻＝－3800J，故B正确．目录考点探究讲练互动例1考点1应用动能定理求变力的功如图所示，质量为m的小球用长为L的轻质细线悬于O点，与O点处于同一水平线上的P点处有一个光滑的细钉，已知OP＝L2，在A点给小球一个水平向左的初速度v0，发现小球恰能到达跟P点在同一竖直线上的最高点B.则：(1)小球到达B点时的速率？(2)若不计空气阻力，则初速度v0为多少？(3)若初速度v0＝3gL，则在小球从A到B的过程中克服空气阻力做了多少功？目录【思路点拨】空气阻力是变力，计算克服阻力做的功可用动能定理．目录【解析】(1)小球恰能到达最高点B，有mg＝mv2BL2，得vB＝gL2.(2)从A→B由动能定理得－mgL＋L2＝12mv2B－12mv20可求出v0＝7gL2.(3)由动能定理得－mgL＋L2－W阻＝12mv2B－12mv20可求出W阻＝114mgL.目录【方法技巧】用动能定理求变力的功，是非常方便的，但是必须已知物体始末两个状态的速度，以及在中间过程中其他力对物体做功情况．【答案】(1)gL2(2)7gL2(3)114mgL目录考点2动能定理与图象结合问题总质量为80kg的跳伞运动员从离地500m的直升机上跳下，经过2s拉开绳索开启降落伞．如图所示是跳伞过程中的v－t图象，试根据图象(g取10m/s2)(1)求0～2s内阻力做的功；(2)估算14s内运动员下落的高度及克服阻力做的功；(3)估算运动员从飞机上跳下到着地的时间．例2目录【思路点拨】解答本题时应注意以下三点：(1)运动员在前2s内做匀加速直线运动，阻力恒定．(2)v－t图象与t轴所围的面积表示运动员下落的高度；图中每个小格表示2×2m＝4m，数格数时，大于半格的记为1格，小于半格的舍去．(3)2～14s内阻力是变力．目录【解析】(1)从题图中可以看出，在0～2s运动员做匀加速运动，其加速度大小为a＝vtt＝162m/s2＝8m/s2设此过程中运动员受到的阻力大小为Ff，根据牛顿第二定律，有mg－Ff＝ma得Ff＝m(g－a)＝80×(10－8)N＝160N0～2s内下落高度h′＝vt2t＝162×2m＝16m阻力做功W＝－Ffh′＝－2560J.目录(2)从图中估算得出运动员在14s内下落了h＝39.5×2×2m＝158m根据动能定理，有mgh－Wf＝12mv2所以有Wf＝mgh－12mv2＝(80×10×158－12×80×62)J≈1.25×105J.(3)14s后运动员做匀速运动的时间为t′＝H－hv＝500－1586s＝57s运动员从飞机上跳下到着地需要的总时间t总＝t＋t′＝(14＋57)s＝71s.目录【答案】(1)－2560J(2)158m1.25×105J(3)71s【规律总结】解决这类问题首先要分清图象的类型．若是F－x图象与坐标轴围成的图形的面积表示做的功；若是v－t图象，可提取的信息有：加速度(与F合对应)、速度(与动能对应)、位移(与做功距离对应)等，然后结合动能定理求解．目录方法技巧用分析法解决多过程问题【范例】(15分)(2013·豫南九校联考)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①的，水平轨道BC的长度x＝5m，轨道CD足够长且倾角θ＝37°②，A、D两点离轨道BC的高度分别为h1＝4.30m、h2＝1.35m．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μ＝0.5③，重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：技法提炼思维升华目录(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④的距离．目录寻规探法批注①：AB、CD段光滑，滑块在上面运动时只有重力做功，从A→D，根据重力做功特点来确定；批注②：根据CD倾角可求加速度，进一步求时间；批注③：在BC段只有摩擦力做功，根据滑动摩擦力做功的特点表示WFf＝－μmgx总；批注④：滑块只能停在BC段上，从开始由A点下滑到最终停下来的过程应用动能定理列方程，可解决滑块在BC段运动的总路程．目录【答题模板】(1)小滑块从A→B→C→D过程中，由动能定理得：mg(h1－h2)－μmgx＝12mv2D－0(3分)将h1、h2、x、μ、g代入得：vD＝3m/s.(2分)(2)小滑块从A→B→C过程中，由动能定理得mgh1－μmgx＝12mv2C(1分)将h1、x、μ、g代入得：vC＝6m/s(1分)小滑块沿CD段上滑的加速度大小a＝gsinθ＝6m/s2(1分)小滑块沿CD段上滑到最高点的时间t1＝vCa＝1s(1分)目录【答案】(1)3m/s(2)2s(3)1.4m由对称性可知，小滑块从最高点滑回C点的时间t2＝t1＝1s故小滑块第一次与第二次通过C点的时间间隔t＝t1＋t2＝2s．(1分)(3)对小滑块运动全过程应用动能定理，设小滑块在水平轨道上运动的总路程为x总．有mgh1＝μmgx总(2分)将h1、μ代入得x总＝8.6m(2分)故小滑块最终停止的位置距B点的距离为2x－x总＝1.4m．(1分)目录【方法提炼】分析法是将未知推演还原为已知的思维方法，用分析法研究问题时，需要把问题化整为零，然后逐步引向待求量，具体来讲包括三个方面：(1)在空间上可以把整体分解为几个部分,如力学中的隔离,电路的分解等；(2)在时间上把全过程分解为几个阶段：如运动过程可分解为性质不同的各个阶段；(3)对复杂的整体进行各种因素、各个方面和属性的分析.目录知能演练轻巧夺冠目录本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放目录第3讲机械能守恒定律目录本节目录基础再现对点自测知能演练轻巧夺冠考点探究讲练互动技法提炼思维升华要点透析直击高考目录基础再现对点自测知识清单一、重力势能1．定义：物体的重力势能等于它所受____与_____的乘积.2．公式：Ep＝______.3．矢标性：重力势能是____量，但有正、负，其意义是表示物体的重力势能比它在___________上大还是小，这与功的正、负的物理意义不同．重力高度mgh标参考平面目录4．特点(1)系统性：重力势能是______和______共有的．(2)相对性：重力势能的大小与__________的选取有关．重力势能的变化是_____的，与参考平面的选取_____．5．重力做功与重力势能变化的关系重力做正功时，重力势能______；重力做负功时，重力势能_____；重力做多少正(负)功，重力势能就__________多少，即WG＝___________.地球物体参考平面绝对无关减小增大减小(增大)Ep1－Ep2目录二、弹性势能1．定义：物体由于发生__________而具有的能．2．大小：弹性势能的大小与_______及__________有关，弹簧的形变量越大，劲度系数_____，弹簧的弹性势能_____．3．弹力做功与弹性势能变化的关系弹力做正功，弹性势能____；弹力做负功，弹性势能____．即弹簧恢复原长的过程中弹力做______，弹性势能______，形变量变大的过程中弹力做______，弹性势能______．三、机械能守恒定律1．内容：在只有______或_____做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持_____