吉林省集安市第一中學(xué)高中物理 第七章第7節(jié)《動(dòng)能和動(dòng)能定理》習(xí)題課課件 新人教版必修2VIP

功和能動(dòng)能和動(dòng)能定理習(xí)題課,學(xué)習(xí)目標(biāo)1、理解功和能的關(guān)系。2、理解動(dòng)能定理，會(huì)應(yīng)用動(dòng)能定理解決相關(guān)問(wèn)題。,討論：1、關(guān)于功和能，下列說(shuō)法正確的是A、功就是能，功可以轉(zhuǎn)化為能B、做功越多，物體的能越大C、能量轉(zhuǎn)化中，做的功越多，能量轉(zhuǎn)化越多D、物體能量變化多少，就做了多少功E、功是物體能量的量度,答案：（1）3103J（2）3103J,答案：C。提示：能量變化可以是通過(guò)做功，也可以是通過(guò)熱傳遞的方式。,一、功和能的關(guān)系,功是能量轉(zhuǎn)化的量度。,2運(yùn)動(dòng)員將質(zhì)量為150kg的杠鈴舉高2m，（1）運(yùn)動(dòng)員做了多少功?（2）有多少化學(xué)能轉(zhuǎn)化為杠鈴的重力勢(shì)能？,二、動(dòng)能動(dòng)能定理,1、動(dòng)能Ek=mv2/2，式中v是物體的瞬時(shí)速度的大小，即瞬時(shí)速率（簡(jiǎn)稱(chēng)速率）。,2、動(dòng)能定理W總=Ek,應(yīng)用動(dòng)能定理的一般思維程序：,1、確定研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析，認(rèn)真畫(huà)出受力分析示意圖；,2、若問(wèn)題中涉及到F、s、v、m等物理量，考慮用動(dòng)能定理！,3、確定研究的物理過(guò)程（起點(diǎn)和終點(diǎn)），分析這過(guò)程中有哪些力對(duì)研究對(duì)象作功，作了多少功，正功還是負(fù)功，求出總功；,4、確定研究過(guò)程起點(diǎn)和終點(diǎn)的動(dòng)能，列出動(dòng)能定理表達(dá)式；,5、求解，必要時(shí)討論結(jié)果的合理性。,3一個(gè)質(zhì)量為m、且質(zhì)量分布均勻的長(zhǎng)方形木塊，放在粗糙的水平地面上，長(zhǎng)為2a，寬為a，若要把它從地面上直立起來(lái)，外力至少要做多少功？,答案：（51）mga/2。重力做功與路徑無(wú)關(guān)！,4、人的心臟每跳一次大約輸送810-5m3的血液，正常人血壓(可看作壓送血液的壓強(qiáng))的平均值約為1.5104Pa，心跳約每分鐘70次，據(jù)此估測(cè)心臟工作的平均功率約為多少?,析與解：設(shè)血管的橫截面積為S，心臟跳動(dòng)一次使血液流過(guò)的距離為d=V/S（血管直徑很小，S可視為均勻不變的），,則心跳一次做的功大約為：W=Fd=pSd=pV,心臟每分鐘跳動(dòng)70次，故心臟工作的平均功率為：P=70W/t=70pV/t=701.5104810-5/60W=1.4W,5、在離地面一定高度處，以相同的動(dòng)能向各個(gè)方向拋出多個(gè)質(zhì)量相同的小球，這些小球到達(dá)地面時(shí)，有相同的A、動(dòng)能B、速度C、速率D、位移,答案：AC,6、質(zhì)量為2kg的物體，在水平面上以6m/s的速度勻速向西運(yùn)動(dòng)，若有一個(gè)方向向北的8N恒力作用于物體，在2s內(nèi)物體的動(dòng)能增加了A、28JB、64JC、32JD、36J,提示：物體作類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)；求動(dòng)能的增量有兩種方法：一是用末動(dòng)能減去初動(dòng)能，二是求合外力的功本題就是此恒力的功。,答案：B,小結(jié)：動(dòng)能定理不僅適用于直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，也適用于曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。,7、一輛汽車(chē)的質(zhì)量為m，從靜止開(kāi)始起動(dòng)，沿水平路面前進(jìn)了s后，達(dá)到了最行駛速度vm，設(shè)汽車(chē)的牽引功率保持不變，所受阻力為車(chē)重的k倍，求：（1）汽車(chē)的牽引功率；（2）汽車(chē)從靜止到開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)所需的時(shí)間。,分析：因阻力f=kmg，當(dāng)汽車(chē)達(dá)最大速度時(shí)，有P=Fminvmax=kmgvmax,因汽車(chē)的加速過(guò)程不是勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，所以求時(shí)間不可以用有關(guān)運(yùn)動(dòng)學(xué)的公式，考慮用動(dòng)能定理，由W=Ek,Ptfs=mvm2/20,所以t=(vm2+2kgs)/2kgvm。,小結(jié)：動(dòng)能定理不僅適用于恒力作功，也適用于變力作功。,8、如圖，一質(zhì)量為2kg的鐵球從離地面2m高處自由下落，陷入沙坑2cm深處，求沙子對(duì)鐵球的平均阻力？,9、一粒子彈以700m/s的速度打穿第一塊木板后速度降為500m/s，若讓它繼續(xù)打穿第二塊同樣的木板，則子彈的速度變?yōu)開(kāi)m/s。（木板對(duì)子彈的阻力恒定）,10、在20m高處，某人將2kg的鉛球以15ms的速度（水平）拋出，那么此人對(duì)鉛球做的功是多少？,小結(jié)：若研究的物理過(guò)程分成幾個(gè)不同子過(guò)程，也可以從全程考慮，解決問(wèn)題更簡(jiǎn)便。,提示：人只在將球拋出的過(guò)程中對(duì)球作功，球在下落過(guò)程中，人已不對(duì)球施力了，所以本題20m是干擾條件。,提示：穿過(guò)兩塊木板時(shí)克服阻力作的功相同，不是速度的減少量相同。,分析：mgH+mghfh=00,11、一學(xué)生用100N的力，將質(zhì)量為0.5kg的球水平踢出20m遠(yuǎn)，則該學(xué)生對(duì)球做的功是()A.2000JB.10JC.100JD.無(wú)法確定,12、質(zhì)量為m的物體，靜止于傾角為的光滑斜面底端，用平行于斜面方向的恒力F作用于物體上使之沿斜面向上運(yùn)動(dòng)。當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)到斜面中點(diǎn)時(shí)撤去外力，物體剛好能滑行到斜面頂端，則恒力F的大小為多大？,解：設(shè)斜面長(zhǎng)2s，在物體向上運(yùn)動(dòng)的第一個(gè)位移s里，F(xiàn)做正功Fs，從斜面底端運(yùn)動(dòng)到斜面頂端的整個(gè)過(guò)程中，重力做負(fù)功-mgsin2s或-mg2ssin。因初末態(tài)的動(dòng)能均為零，由動(dòng)能定理有Fs-mgsin2s=0，F(xiàn)=2mgsin。,答案：,13、一物體以初速度v0沿傾角為37的斜面上滑，到達(dá)最高點(diǎn)后又下滑，回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)的速度為v0/2，求物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。,分析：物體受力如圖，,上滑過(guò)程：-mgsin37sfs=0mv02/2,設(shè)上升的最大位移為s，,下滑過(guò)程：mgsin37sfs=m（v0/2）2/20,全過(guò)程：2fs=m（v0/2）2/2mv02/2,式中f=mgcos37，任意兩式相除，得=0.45。,14、在光滑水平面上有一靜止的物體，現(xiàn)以水平恒力甲推這一物體，作用一段時(shí)間后，換成相反方向的水平恒力乙推這一物體，當(dāng)恒力乙作用時(shí)間與恒力甲作用的時(shí)間相同時(shí)，物體恰好回到原處，此時(shí)物體的動(dòng)能為32J，則在整個(gè)過(guò)程中，恒力甲做的功和恒力乙做的功分別是多少？,t,分析：物體的末動(dòng)能為32J，即兩個(gè)恒力的總功為32J，,A,W甲+W乙=32,W甲/W乙=？,W甲/W乙=F甲s1/F乙s2=F甲/F乙,=-s1,s1=a1t2/2s2=(a1t)t-a2t2/2,s1=-s2,F甲/F乙=1/3,W甲/W乙=1/3,W甲=8JW乙=24J,15、質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)在半徑為R的半球形容器中從上部邊緣由靜止下滑，滑到最低點(diǎn)時(shí)對(duì)容器底部的壓力為2mg，則在下滑的過(guò)程中，物體克服阻力作了多少功？,O,16、總質(zhì)量為M的列車(chē)，沿水平直線(xiàn)軌道勻速前進(jìn)，其未節(jié)車(chē)廂質(zhì)量為m，中途脫節(jié)，司機(jī)發(fā)現(xiàn)時(shí)，機(jī)車(chē)已行駛了距離L，于是立即關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，設(shè)阻力與重量成正比，機(jī)車(chē)牽引力恒定，當(dāng)列車(chē)的兩部分都停下時(shí)，它們之間的距離是多少？,分析：對(duì)車(chē)廂有:-kmgs2=0mv02/2,對(duì)機(jī)車(chē)有:FLk（Mm）gs1=0mv02/2,式中F=kMgs=s1s2=ML/（Mm）,17、質(zhì)量為M的木塊放在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的子彈以初速度v0沿水平方向射入木塊，并留在木塊中與木塊一起以速度v運(yùn)動(dòng)，已知當(dāng)子彈相對(duì)木塊靜止時(shí)，木塊前進(jìn)的距離為L(zhǎng)，子彈進(jìn)入木塊的深度為s，木塊對(duì)子彈的阻力f為定值，則下列關(guān)系式正確的是（）A、fL=Mv2/2B、fs=mv2/2C、fs=mv02/2-（M+m）v2/2D、f（L+s）=mv02/2-mv2/2,答案：ACD,2、以速度v0豎之向上拋出質(zhì)量為m的物體，當(dāng)物體落回拋出點(diǎn)時(shí)速度大小為v，求物體上升的最大高度和受到的平均阻力？,1、一子彈原來(lái)的速度是v0，打穿一木塊后的速度是v0/4，設(shè)木塊對(duì)子彈的阻力是恒定的，那么子彈射入木塊的一半深度時(shí)，它的速度是多少？要打穿兩塊這樣的木塊子彈至少應(yīng)具有多大的速度？,3、一學(xué)生用力踢質(zhì)量為1kg的足球，使球從靜止開(kāi)始以10m/s的速度水平飛出，設(shè)人踢球時(shí)對(duì)球的平均作用力為200N，球在水平方向上運(yùn)動(dòng)了20m，則該學(xué)生對(duì)球做的功是()A、50JB、100JC、200JD、4000J,作業(yè)1,4、兩顆人造地球衛(wèi)星的質(zhì)量之比為1：2，軌道半徑之比為2：1，則它們的動(dòng)能之比為A、1：2B、1：4C、1：2D、2：1,作業(yè)2,1、質(zhì)量為m的物體用細(xì)線(xiàn)經(jīng)過(guò)光滑小孔牽引，在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，拉力為F時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為R，當(dāng)拉力逐漸減小到F/4時(shí)，物體仍作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑為2R，則外力對(duì)物體所做的功的絕對(duì)值是A、零B、FR/4C、3FR/4D、5FR/22、一物體以初速度v0=8m/s沿傾角為37的斜面上滑，到達(dá)最高點(diǎn)后又下滑，回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)的速度為v=42m/s，g=10m/s2，求物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)和物體上滑的最大距離。3、質(zhì)量為4000kg的汽車(chē)，由靜止開(kāi)始以恒定的功率前進(jìn)，它經(jīng)100/3s的時(shí)間前進(jìn)425m，這時(shí)它達(dá)到最大速度15m/s，設(shè)汽車(chē)前進(jìn)時(shí)阻力不變，求阻力的大小。4、質(zhì)量為m的球在距地面H高處無(wú)初速下落，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中空氣阻力恒為重力的0.2倍，球與地面碰撞時(shí)無(wú)能量損失而彈起，求：球停止運(yùn)動(dòng)前通過(guò)的總路程是多少？（提示：全程看，球所受的阻力為變力，但分上升和下落各段考慮時(shí)，阻力是恒力）,作業(yè)31、飛機(jī)在飛行時(shí)受到的空氣阻力與其速率的平方成正比，若飛機(jī)以v勻速飛行，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為P，則當(dāng)飛機(jī)以速率nv勻速飛行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為多大？2、如圖，物體沿一曲面從A點(diǎn)無(wú)初速下滑，滑至曲面的最低點(diǎn)B時(shí)，下滑的高度為5m，若物體的質(zhì)量為1kg，到B點(diǎn)時(shí)的速度為6m/s，則在下滑過(guò)程中，物體克服阻力所作的功是多少？3、KKL課時(shí)5題12，（2）若用一始終與軌道平面平行的拉力將物體