高中物理竞赛班辅导资料：动能定理课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,动能定理专题,1,、动能定理的物理意义,动能定理描述力对空间（位移）的累积效应：外力对物体所做的总功等于物体动能的增量。,2.,当外力是变力、或物体做曲线运动时，（,1,）式也是正确的,.,正因为动能定理适用于变力，所以它得到了广泛的应用，经常用来解决有关的力学问题,.,注意：,1.,如果物体受到几个力的共同作用，则（,1,）式中的,W,表示各个力做功的代数和，即合外力所做的功,.W,总,=W,1,+W,2,+W,3,+,3.,跟过程的细节无关,.,2,、动能定理的使用,（,1,）、动能定理中的外力，包括作用在质点上的一切力，因此必须仔细地作受力分析，并分清各个力做功的多少和正负。,（,2,）、当涉及到两个或两个以上的质点或过程时，应尽可能采用整体法。,（,3,）、当涉及到两个或两个以上的状态时，应尽可能选取,v=0,或,v,1,=v,2,的状态，尤其是,v,1,=v,2,=0,的状态。,3,、动能定理的优越性和局限性,（,1,）、应用动能定理只考虑初、末状态，不受力的性质和物理过程的变化影响，所以凡涉及力和位移，不涉及时间的动力学问题均可使用。,（,2,）、应用动能定理只能求出速度的大小，不能确定速度的方向，也不能直接计算运动时间。,3,、应用动能定理的基本解题步骤,（,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：受哪些力,?,每个力是否做功，做正功还是做负功,?,做多少功,?,然后求各个力做功的代数和,（,3,）、明确物体在过程的始末状态的动能,E,K1,和,E,K2,列出动能的方程,W,总,=E,K2,-E,K1,，及其他必要辅助方程，进行求解,求出总功,.,例,10,质量为,m,的跳水运动员从高为,H,的跳台上以速率,v,1,起跳,，落水时的,速率为,v,2,，,运动中遇有空气阻力，那么运动员起跳后,在空中运动克服空气阻力所做的功是多少？,V,1,H,V,2,解：,对象,运动员,过程,-,从起跳到,落水,受力分析,-,如图示,f,mg,由动能定理,例,11,地面上有一钢板水平放置，它上方,3m,处有一钢球质量,m=1kg,，,以向下的初速度,v,0,=2m/s,竖直向下运动，假定小球运动时受到一个大小,不变的空气阻力,f=2N,，,小球与钢板相撞时无机械能损失，小球最终停止运动时，它所经历的路程,S,等于 多少？,(g=10m/s,2,),V,0,=2m/s,h=3m,解：,对象,小球,过程,从开始到结束,受力分析,-,如图示,mg,f,由动能定理,例,12,钢球从高处向下落，最后陷入泥中，如果空气阻力可忽略不计，陷入泥中的阻力为重力的,n,倍，求：钢珠在空中下落的高度,H,与陷入泥中的深度,h,的比值,Hh,。,解,:,画出示意图并分析受力如图示：,h,H,mg,mg,f,由动能定理，选全过程,mg(H+h),nmgh,=0,H,+,h,=n,h,H:h=n-1,例,13,如图，一 质量为,m,的小球，用长为,L,的轻绳悬挂于,O,点，小球在水平拉力,F,的作用下从平衡位置,P,点缓慢地移到,Q,点，此时悬线与竖直方向的夹角为,，则拉力,F,所做的功为：,A,、,mgLcos,B,、,FL,C,、,mgL(1-cos,),D,、,FLsin,例,14,如图示，光滑水平桌面上开一个小孔，穿一根细绳，绳一端系一个小球，另一端用力,F,向下拉，维持小球在水平面上做半径为,r,的匀速圆周运动现缓缓地增大拉力，使圆周半径逐渐减小当拉力变为,8F,时，小球运动半径变为,r/2,，,则在此过程中拉力对小球所做的功是：,A,0 B,7Fr/2,C,4Fr D,3Fr/2,解：,所以选,D,例,15,如图所示，汽车从,A,点向,B,点加速运动，通过绳、定滑轮将井中物体,m,吊起。汽车通过水平距离,H,时，速度达到,v,。开始，定滑轮左侧的绳竖直时长度也为,H,。求汽车从,A,到,B,的过程中，绳的拉力对物体所做的功。,H,B,m,45,A,H,解,：当汽车运动到,B,时，物体上升的瞬时速度为,物体上升的高度为：,根据动能定理：,所以，绳的拉力对物体所做的功为：,h,D,B,C,A,例,16,如图所示，物体在,h,高处，沿光滑斜面,CA,从静止开始下滑，经过粗糙水平面,AB,后再滑上另一光滑斜面,BD,。斜面与水平面交接处对物体的撞击作用忽略不计。在往复运动过程中，物体通过,AB,（或,BA,）的次数共为,n,次，物体最终恰好静止在,AB,的中点。那么该物体滑上光滑斜面,BD,的最大高度为多少？,解：,研究从,C,下落至最后停下，由动能定理有：,研究从,C,下落至第一次冲上,BD,的最高点：,例,17,如下图所示，一个质量为,m,的小球从,A,点由静止开始滑到,B,点，并从,B,点抛出，若在从,A,到,B,的过程中，机械能损失为,E,，,小球自,B,点抛出的水平分速度为,v,，,则小球抛出后到达最高点时与,A,点的竖直距离是,。,A,B,解,:,小球自,B,点抛出后做斜上抛运动,水平方向做匀速直线运动,到最高点,C,的速度仍为,v,设,AC,的高度差为,h,v,C,h,由动能定理,AB C,A,B,例,18,斜面倾角为,，,长为,L,，,AB,段光滑，,BC,段粗糙，,AB=L/3,质量为,m,的木块从斜面顶端无初速下滑，到达,C,端时速度刚好为零。求物体和,BC,段间的动摩擦因数,。,B,A,C,L,解：,以木块为对象，下滑全过程用动能定理：,重力做的功为,摩擦力做功为,支持力不做功,初、末动能均为零。,由动能定理,可解得,点评：,用动能定理比用牛顿定律和运动学方程解题方便得多。,例,19,如右图所示，水平传送带保持,1m/s,的速度运动。一质量为,1kg,的物体与传送带间的动摩擦因数为,0.2,。现将该物体无初速地放到传送带上的,A,点，然后运动到了距,A,点,1m,的,B,点，则皮带对该物体做的功为（）,A.0.5J B.2J,C.2.5J D.5J,A,B,解,:,设工件向右运动距离,S,时，速度达到传送带的速度,v,，,由动能定理可知,解得,S,=0.25m,，,说明工件未到达,B,点时，速度已达到,v,，,所以工件动能的增量为,所以选,A,例,20,如图所示，一木块放在光滑水平面上，一子弹水平射入木块中，射入深度为,d,，,平均阻力为,f,设木块离原点,S,远时开始匀速前进，下列判断正确的是,A,功,fs,量度子弹损失的动能,B,功,f,（,s,d,）,量度子弹损失的动能,C,功,fd,量度子弹损失的动能,D,功,fd,量度子弹、木块系统总机械能的损失,B D,S,d,例,21,如图所示，用细绳连接的,A,、,B,两物体质量相等，,A,位于倾角为,30,的斜面上，细绳跨过定滑轮后使,A,、,B,均保持静止，然后释放，设,A,与斜面间的滑动摩擦力为,A,受重力的,0.3,倍，不计滑轮质量和摩擦，求,B,下降,1m,时的速度多大。,解：,对,A,，由动能定理有,对,B,有,且,