吳良才：動能定理的應(yīng)用

1、解解釋釋現(xiàn)現(xiàn)象象一、動能的概念一、動能的概念物體由于運動而具物體由于運動而具有的能叫做動能有的能叫做動能二、動能的表達(dá)式二、動能的表達(dá)式在光滑的水平面上有一個質(zhì)量為在光滑的水平面上有一個質(zhì)量為m的物體，在與運動方向相同的水平恒力的物體，在與運動方向相同的水平恒力的作用下發(fā)生一段位移，速度由的作用下發(fā)生一段位移，速度由v1增加增加到到v2，求這個過程中該力所做的功。，求這個過程中該力所做的功。二、動能的表達(dá)式二、動能的表達(dá)式alvv22122lvva22122maF 又FlWFllvvm22122lvvm2212221222121mvmv 二、動能的表達(dá)式二、動能的表達(dá)式21222121mvmv

2、WF221mvEk物體的動能等于物體的質(zhì)量與物體物體的動能等于物體的質(zhì)量與物體速度的二次方的乘積的一半。速度的二次方的乘積的一半。 單位：單位：J 標(biāo)量標(biāo)量1 1、我國發(fā)射的第一顆人造地球衛(wèi)星，質(zhì)量我國發(fā)射的第一顆人造地球衛(wèi)星，質(zhì)量為為173 kg173 kg，軌道速度為，軌道速度為7.2km/s,7.2km/s,求它求它的動能是多少的動能是多少? ?2mv2 21 1E Ek k例與練例與練J J) )1 10 0( (7 7. .2 21 17 73 32 21 12 23 3J J1 10 04 4. .4 48 89 92 2、關(guān)于動能，下列說法正確的是（）關(guān)于動能，下列說法正確的是（

3、）A A、動能不變的物體，一定處于平衡狀態(tài)動能不變的物體，一定處于平衡狀態(tài)B B、動能不可能是負(fù)的動能不可能是負(fù)的C C、一定質(zhì)量的物體，動能變化時，速度一定變化；一定質(zhì)量的物體，動能變化時，速度一定變化；但速度變化時，動能不一定變化但速度變化時，動能不一定變化DD、物體做勻速圓周運動，其動能不變物體做勻速圓周運動，其動能不變例與練例與練BCDBCD21222121mvmvWF221mvEk力在一個過程中對物體所做的力在一個過程中對物體所做的功功，等于物體在這個過程中等于物體在這個過程中動能的變化動能的變化。12kkFEEW三、動能定理三、動能定理W合合Ek2Ek1合力做合力做的功的功末態(tài)的動

4、能末態(tài)的動能初態(tài)的初態(tài)的動能動能W合合= = - -mv121 12 2mv221 12 21 1內(nèi)容：合力對物體所做的功等于物體動能的增加。內(nèi)容：合力對物體所做的功等于物體動能的增加。3.W3.W合合：指總功：指總功W總總=F合合sW總總=W1+W2+W3+4.4.雖從恒力作用下的直線運動推出，但對變力與雖從恒力作用下的直線運動推出，但對變力與曲線運動都適用曲線運動都適用5.5.是標(biāo)量式。是標(biāo)量式。2.2.物理意義物理意義: :定量描述了動能變化大小與總功的關(guān)系定量描述了動能變化大小與總功的關(guān)系動能定理的運用動能定理的運用例例1：質(zhì)量為：質(zhì)量為m=2kg的物體，放在粗糙水平面上，動摩擦因數(shù)的

5、物體，放在粗糙水平面上，動摩擦因數(shù)為為0.4，受到恒定拉力，受到恒定拉力F=12N的作用從靜止開始運動，求運動的作用從靜止開始運動，求運動L=4m時的速度。時的速度。221mvmgLFLmamgFaLv220)(211SSmgFS若若F作用作用S1=2m撤去，還能運動多遠(yuǎn)？撤去，還能運動多遠(yuǎn)？1mamgF1122Sav2mamg 22220Sav（1）確定確定研究對象研究對象，畫出過程示意圖；，畫出過程示意圖；應(yīng)用動能定理解題的一般步驟：應(yīng)用動能定理解題的一般步驟：（2）分析物體的分析物體的受力受力，明確各力做功的情，明確各力做功的情況，并確定外力所做的況，并確定外力所做的總功總功；（3）分析

6、物體的分析物體的運動運動，明確物體的初、末狀，明確物體的初、末狀態(tài)，確定初、末狀態(tài)的動能及態(tài)，確定初、末狀態(tài)的動能及動能的變化動能的變化；（4）根據(jù)動能定理根據(jù)動能定理列方程列方程求解；求解；例例2 2：質(zhì)量為：質(zhì)量為mm的小球從距沙坑表面的小球從距沙坑表面h h高處自由落體，高處自由落體，進(jìn)入沙坑，小球在沙坑中運動的最大深度為進(jìn)入沙坑，小球在沙坑中運動的最大深度為d d，求，求小球在沙坑中運動受到的平均阻力大小。小球在沙坑中運動受到的平均阻力大小。00)(fddhmg方法二：對全過程方法二：對全過程由動能定理得由動能定理得:ddhmgf)(h hd dmgmgmgmgf f例例3：如圖所示，

7、質(zhì)量為：如圖所示，質(zhì)量為m的物體，從高為的物體，從高為h光滑光滑1/4圓弧面頂端由靜止開始沿斜面下滑，最后停在水平面圓弧面頂端由靜止開始沿斜面下滑，最后停在水平面上，已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為上，已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為，求：，求：物體在水平面上滑行的距離物體在水平面上滑行的距離(不計斜面與平面交接處不計斜面與平面交接處的動能損失的動能損失)若圓弧粗糙，物體滑至圓弧底端時的速度為若圓弧粗糙，物體滑至圓弧底端時的速度為求物體在圓弧上運動過程中克服摩擦力做的功求物體在圓弧上運動過程中克服摩擦力做的功gh23優(yōu)越性：求變力功！優(yōu)越性：求變力功！作業(yè)：問題與練習(xí)作業(yè)：問題與練習(xí)P74：2

8、，4，5課外：課外：“名師名師”P106：1，2，3，4，5，6，7，10，11W合合= = - -mv121 12 2mv221 12 2W合合0,W合合0,1 12 2mv12mv222 21 1合外力做正功，動能增加；合力做負(fù)功，動能減小合外力做正功，動能增加；合力做負(fù)功，動能減小【例【例1 1】某同學(xué)從高為某同學(xué)從高為h 處以速度處以速度v0 0 水平拋出一水平拋出一個鉛球，求鉛球落地時速度大小。個鉛球，求鉛球落地時速度大小。 v0vmg2022121mvmvmghghvv220動能定理適用于動能定理適用于曲線運動曲線運動【例【例2】：質(zhì)量為】：質(zhì)量為m=2kg的物體，放在粗糙水平的物

9、體，放在粗糙水平面上，動摩擦因數(shù)為面上，動摩擦因數(shù)為0.4，受到恒定拉力，受到恒定拉力F=12N的作用從靜止開始運動，的作用從靜止開始運動，F(xiàn)作用作用1m后撤去，求物后撤去，求物體運動的時間。體運動的時間。g=10m/s21mamgFsavt1112mamg savt5.022122asv 對恒力作用且涉及時間對恒力作用且涉及時間問題問題,一般要用牛頓運動定律一般要用牛頓運動定律求解求解動能定理適用于動能定理適用于變力變力做功做功【例【例2 2】一質(zhì)量為一質(zhì)量為mm的小球，用長為的小球，用長為L L的輕繩懸的輕繩懸掛于天花板上，小球在水平力掛于天花板上，小球在水平力F F的作用下，從最的作用下

10、，從最低點低點P P點點緩慢緩慢地移到地移到QQ點，此時繩子轉(zhuǎn)過了點，此時繩子轉(zhuǎn)過了 角，角，如圖所示，則力如圖所示，則力F F做的功為（做的功為（ ） A AmgLcosmgLcos B BmgL(1mgL(1coscos) )C CFLsinFLsin DDFLFLmgmgT T變力變力“名師名師”P10712因摩擦力小于下滑力，故因摩擦力小于下滑力，故滑塊最終停在擋板處?；瑝K最終停在擋板處。對滑塊運動的全過程，由動能定理有：對滑塊運動的全過程，由動能定理有：200210cossinmvmgSmgxcos2cossin200gmvxS重力做功與路徑無關(guān)。重力做功與路徑無關(guān)。摩擦力功中的摩擦

11、力功中的“S”是路程。是路程。弄清物理情景！弄清物理情景！ 求變力做功問題求變力做功問題 （與機車相聯(lián)系的問題）（與機車相聯(lián)系的問題）“名師名師”P10714先變加速，當(dāng)先變加速，當(dāng)F=f時，達(dá)最大速度。時，達(dá)最大速度。21121mmvfsPtNvPfm250024/60000關(guān)閉發(fā)動機后，做勻減速。關(guān)閉發(fā)動機后，做勻減速。2/5 . 0smmfamavsm576222svstm482/22120021ssst501 牛頓第二定律是牛頓第二定律是矢量式矢量式，反映的是力與，反映的是力與加速度的加速度的瞬時關(guān)系瞬時關(guān)系； 動能定理是動能定理是標(biāo)量式標(biāo)量式，反映做功過程中總，反映做功過程中總功與功與始末狀態(tài)始末狀態(tài)動能變化的關(guān)系。動能變化的關(guān)系。 動能定理和