高中物理競賽班輔導(dǎo)資料：動(dòng)能定理課件

1、2021/8/11 星期三1動(dòng)能定理專題2021/8/11 星期三21、動(dòng)能定理的物理意義動(dòng)能定理描述力對空間（位移）的累積效應(yīng)：外力對物體所做的總功等于物體動(dòng)能的增量。2021/8/11 星期三3 2. 當(dāng)外力是變力、或物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，（1）式也是正確的. 正因?yàn)閯?dòng)能定理適用于變力，所以它得到了廣泛的應(yīng)用，經(jīng)常用來解決有關(guān)的力學(xué)問題.注意：1. 如果物體受到幾個(gè)力的共同作用，則（1）式中的W表示各個(gè)力做功的代數(shù)和，即合外力所做的功. W總=W1+W2+W3+3. 跟過程的細(xì)節(jié)無關(guān).2021/8/11 星期三42、動(dòng)能定理的使用（1）、動(dòng)能定理中的外力，包括作用在質(zhì)點(diǎn)上的一切力，因此必須仔細(xì)

2、地作受力分析，并分清各個(gè)力做功的多少和正負(fù)。（2）、當(dāng)涉及到兩個(gè)或兩個(gè)以上的質(zhì)點(diǎn)或過程時(shí)，應(yīng)盡可能采用整體法。2021/8/11 星期三5（3）、當(dāng)涉及到兩個(gè)或兩個(gè)以上的狀態(tài)時(shí)，應(yīng)盡可能選取v=0或v1=v2的狀態(tài)，尤其是v1=v2=0的狀態(tài)。3、動(dòng)能定理的優(yōu)越性和局限性（1）、應(yīng)用動(dòng)能定理只考慮初、末狀態(tài)，不受力的性質(zhì)和物理過程的變化影響，所以凡涉及力和位移，不涉及時(shí)間的動(dòng)力學(xué)問題均可使用。2021/8/11 星期三6（2）、應(yīng)用動(dòng)能定理只能求出速度的大小，不能確定速度的方向，也不能直接計(jì)算運(yùn)動(dòng)時(shí)間。3、應(yīng)用動(dòng)能定理的基本解題步驟（1）、選取研究對象，明確它的運(yùn)動(dòng)過程。2021/8/11 星

3、期三7（2）、分析研究對象的受力情況和各個(gè)力的做功情 況：受哪些力?每個(gè)力是否做功，做正功還是做負(fù)功?做多少功?然后求各個(gè)力做功的代數(shù)和（3）、明確物體在過程的始末狀態(tài)的動(dòng)能EK1和EK2列出動(dòng)能的方程W總=EK2-EK1，及其他必要輔助方程，進(jìn)行求解求出總功.2021/8/11 星期三8例10質(zhì)量為m的跳水運(yùn)動(dòng)員從高為H的跳臺上以速率v1 起跳，落水時(shí)的速率為v2 ，運(yùn)動(dòng)中遇有空氣阻力，那么運(yùn)動(dòng)員起跳后在空中運(yùn)動(dòng)克服空氣阻力所做的功是多少？V1HV2解：對象運(yùn)動(dòng)員過程-從起跳到落水受力分析-如圖示fmg由動(dòng)能定理2021/8/11 星期三9例11地面上有一鋼板水平放置，它上方3m處有一鋼球質(zhì)

4、量 m=1kg，以向下的初速度v0=2m/s豎直向下運(yùn)動(dòng)，假定小球運(yùn)動(dòng)時(shí)受到一個(gè)大小不變的空氣阻力 f=2N，小球與鋼板相撞時(shí)無機(jī)械能損失，小球最終停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，它所經(jīng)歷的路程S 等于 多少？ ( g=10m/s2 )2021/8/11 星期三10V0=2m/sh=3m解：對象 小球過程 從開始到結(jié)束受力分析-如圖示mgf由動(dòng)能定理2021/8/11 星期三11例12鋼球從高處向下落，最后陷入泥中，如果空氣阻力可忽略不計(jì)，陷入泥中的阻力為重力的n 倍，求：鋼珠在空中下落的高度H與陷入泥中的深度h 的比值 Hh。解: 畫出示意圖并分析受力如圖示：hHmgmgf 由動(dòng)能定理，選全過程mg(H+h)n

5、mgh=0H + h = n h H : h = n - 12021/8/11 星期三12例13如圖，一 質(zhì)量為m的小球，用長為L的輕繩懸掛于O點(diǎn)，小球在水平拉力F的作用下從平衡位置P點(diǎn)緩慢地移到Q點(diǎn)，此時(shí)懸線與豎直方向的夾角為，則拉力F所做的功為：A、mgLcos B、FLC、mgL(1-cos)D、FLsin 2021/8/11 星期三13例14如圖示，光滑水平桌面上開一個(gè)小孔，穿一根細(xì)繩，繩一端系一個(gè)小球，另一端用力F 向下拉，維持小球在水平面上做半徑為r 的勻速圓周運(yùn)動(dòng)現(xiàn)緩緩地增大拉力，使圓周半徑逐漸減小當(dāng)拉力變?yōu)?F 時(shí)，小球運(yùn)動(dòng)半徑變?yōu)閞/2，則在此過程中拉力對小球所做的功是： A

6、0 B7Fr/2C4Fr D3Fr/22021/8/11 星期三14解：所以選D2021/8/11 星期三15例15如圖所示，汽車從A點(diǎn)向B點(diǎn)加速運(yùn)動(dòng)，通過繩、定滑輪將井中物體m吊起。汽車通過水平距離H時(shí)，速度達(dá)到v。開始，定滑輪左側(cè)的繩豎直時(shí)長度也為H。求汽車從A到B的過程中，繩的拉力對物體所做的功。HBm45AH解：當(dāng)汽車運(yùn)動(dòng)到B時(shí)，物體上升的瞬時(shí)速度為2021/8/11 星期三16物體上升的高度為：根據(jù)動(dòng)能定理：所以，繩的拉力對物體所做的功為：2021/8/11 星期三17hDBCA例16如圖所示，物體在h高處，沿光滑斜面CA從靜止開始下滑，經(jīng)過粗糙水平面AB后再滑上另一光滑斜面BD。斜

7、面與水平面交接處對物體的撞擊作用忽略不計(jì)。在往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中，物體通過AB（或BA）的次數(shù)共為n次，物體最終恰好靜止在AB的中點(diǎn)。那么該物體滑上光滑斜面BD的最大高度為多少？ 2021/8/11 星期三18解：研究從C下落至最后停下，由動(dòng)能定理有：研究從C下落至第一次沖上BD的最高點(diǎn)：2021/8/11 星期三19例17如下圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m的小球從A點(diǎn)由靜止開始滑到B點(diǎn)，并從B點(diǎn)拋出，若在從A到B的過程中，機(jī)械能損失為E，小球自B點(diǎn)拋出的水平分速度為v，則小球拋出后到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)與A點(diǎn)的豎直距離是 。AB2021/8/11 星期三20解: 小球自B點(diǎn)拋出后做斜上拋運(yùn)動(dòng),水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),

8、到最高點(diǎn)C的速度仍為v ,設(shè)AC的高度差為hvCh由動(dòng)能定理, AB CAB2021/8/11 星期三21例18斜面傾角為，長為L， AB段光滑，BC段粗糙，AB =L/3, 質(zhì)量為m的木塊從斜面頂端無初速下滑，到達(dá)C端時(shí)速度剛好為零。求物體和BC段間的動(dòng)摩擦因數(shù)。BACL解：以木塊為對象，下滑全過程用動(dòng)能定理：重力做的功為摩擦力做功為 支持力不做功,初、末動(dòng)能均為零。2021/8/11 星期三22由動(dòng)能定理可解得點(diǎn)評：用動(dòng)能定理比用牛頓定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)方程解題方便得多。2021/8/11 星期三23例19如右圖所示，水平傳送帶保持 1m/s 的速度運(yùn)動(dòng)。一質(zhì)量為1kg的物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)

9、為0.2?，F(xiàn)將該物體無初速地放到傳送帶上的A點(diǎn)，然后運(yùn)動(dòng)到了距A點(diǎn)1m 的B點(diǎn)，則皮帶對該物體做的功為 （ ） A. 0.5J B. 2J C. 2.5J D. 5JAB2021/8/11 星期三24解: 設(shè)工件向右運(yùn)動(dòng)距離S 時(shí)，速度達(dá)到傳送帶的速度v，由動(dòng)能定理可知解得 S=0.25m，說明工件未到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，速度已達(dá)到v，所以工件動(dòng)能的增量為 所以選A2021/8/11 星期三25例20如圖所示，一木塊放在光滑水平面上，一子彈水平射入木塊中，射入深度為d，平均阻力為f設(shè)木塊離原點(diǎn)S遠(yuǎn)時(shí)開始勻速前進(jìn)，下列判斷正確的是 A功fs量度子彈損失的動(dòng)能B功f（sd）量度子彈損失的動(dòng)能C功fd 量度子彈損失的動(dòng)能D功fd 量度子彈、木塊系統(tǒng)總機(jī)械能的損失 B D Sd2021/8/11