人教版(2019)必修2 第8章机械能守恒定律第3节动能和动能定理(2)(共19张PPT)
文档属性
| 名称 | 人教版(2019)必修2 第8章机械能守恒定律第3节动能和动能定理(2)(共19张PPT) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-11-10 22:30:10 | ||
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文档简介
(共19张PPT)
动能和动能定理（多过程问题）
1．动能：物体由于运动而具有的能量叫做动能，其表达式为 ．
动能是标量，只有大小，没有方向．
2．动能定理：在一个过程中合外力对物体做的功，等于物体在这个过程中
动能的变化，表达式为 ．
(1)当合外力对物体做正功时，物体的动能增加，即 ．
(2)当合外力对物体做负功时，物体的动能减少，即 ．
“双基”回顾：
3．合外力做功的计算方法：
（1）先求合力，再求合力做的功，即 ．
（2）先求每个力的功，然后求各力做功的代数和，
即 ．
【例题1】如图所示，一铅球质量 m ＝4 kg，从距离沙坑表面 H ＝1.8 m 高处自由落下，铅球进入沙坑下陷 h ＝ 0.1 m 后静止．若不计空气阻力，重力加速度 g ＝10 m/s2，试求：沙子对铅球的平均作用力大小．
多过程：自由落体运动 → 匀减速直线运动
典例分析：
（思考）铅球的运动先后经历了哪几个阶段？
（思考）如何用动力学方法求得沙子对铅球的平均作用力大小？
方法一：用动力学思想求解
分析力和运动的关系是核心
（思考）能否用动能定理分阶段求解沙子对铅球的平均作用力大小？
方法二：用动能定理分阶段求解
方法二比方法一简捷
（思考）能否用动能定理全过程求解沙子对铅球的平均作用力大小？
★ 动能定理方程的规范书写
方法三：用动能定理全过程求解
从数学层面看，用动能定理全过程求解，相当于把分阶段求解的两个动能定理方程累加在一起。
方法三更简捷
动能定理是标量方程
【变式1】如图所示，质量 m ＝1 kg 的小木块静止在高 h ＝1.2 m 的平台上，小木块与平台间的动摩擦因数μ＝0.2．现用水平推力 F ＝20 N，使小木块从静止起沿平台向右运动 l1＝3 m，随即撤去推力 F ，小木块继续滑行 l2＝1 m 后飞出平台．若 g 取10 m/s2 ，不计空气阻力，试求：小木块落地时速度的大小．
小木块的多过程运动：匀加速直线运动 → 匀减速直线运动 → 平抛运动
巩固提高：
（思考）如何用动能定理分阶段求解小木块的末速度大小？
方法一：用动能定理分阶段求解
（思考）如何用动能定理全过程求解小木块的落地速度大小？
方法二：用动能定理全过程求解
★ 充分体现了动能定理解题的灵活性和优越性
用动能定理全过程求解很简捷，但分阶段分析很重要：受力分析、运动分析、做功情况分析
典例分析：
【例题2】将一质量 m ＝0.1 kg 的小球以 v0 ＝10 m/s 的初速度，从水平地面竖直向上抛出．若重力加速度 g ＝10 m/s2 ，小球所受空气阻力大小恒为 f ＝0.2 N，且每一次与地面碰撞后均以原速率反弹，试求：
（1）小球第一次落地时速度的大小 v ．
（2）小球在空中运动的总路程 s ．
简析：（1）小球向上运动过程中，重力和空气阻力都做负功，动能减小；
小球向下运动过程中，重力做正功，空气阻力做负功，动能增大。
（2）不难理解，小球最终必定静止在地面上，全过程看，重力做功为0，空气阻力始终做负功。
（思考）能不能对小球“一上一下”的全过程列动能定理方程求解小球第一次的落地速度？
重力做功与路径无关，只与始末位置间的竖直位移有关。 （保守力做功）
空气阻力、滑动摩擦力做功均与路径有关。 （耗散力做功）
【变式2】如图所示，ABCD为一位于竖直平面内的轨道，其中BC水平，A点比BC高出 H ＝ 10 m，BC长 L ＝ 1 m，AB和CD轨道光滑且与BC顺滑连接．一质量 m ＝ 1 kg 的小物块（可视为质点），从A点以 v0 ＝ 4 m/s 的初速度开始运动，经过BC后滑到高出C点 h ＝ 10.3 m 的D点速度为零．若不计空气阻力，重力加速度 g ＝ 10 m/s2，试求该小物块：
（1）与BC轨道间的动摩擦因数μ ．
（2）第 5 次经过B点时的速度大小 v ．
（3）最后停止的位置（距B点多少米）．
试求该小物块：（1）与BC轨道间的动摩擦因数μ ．
试求该小物块：（2）第 5 次经过B点时的速度大小 v ．
★ 选择哪个阶段建立动能定理方程更合适？值得用心去思考！
试求该小物块：（3）最后停止的位置（距B点多少米）．
课堂小结：
1．对于包含多个运动阶段的复杂运动过程，可以选择分段或全程应用动能定理．
2．分段应用动能定理时，将复杂的过程分割成一个个子过程，对每个子过程的
做功情况和初、末动能进行分析，然后针对每个子过程应用动能定理列式，
然后联立求解．
3．全程应用动能定理时，分析整个过程中出现过的各力的做功情况，分析每个
力的做功，确定整个过程中合外力做的总功，然后确定整个过程的初、末动
能，针对整个过程利用动能定理列式求解．
4．当题目不涉及中间量时，选择全程应用动能定理更简单，更方便．
课后作业：
【练习1】一艘由三个推力相等的发动机推动的气垫船停泊在湖面上，由静止开始加速前进距离 s 后，关掉一个发动机，气垫船匀速运动，再经过一段时间后，又关掉两个发动机，最后它恰好停在码头．设气垫船所受阻力大小恒定，试问：当三个发动机都关闭后，气垫船通过的距离是多少？
【练习2】如图所示，倾角θ＝37°的斜面足够长，斜面底端B处安装有弹性挡板，一定质量的小物块从斜面上A点处以 v0＝6 m/s 的初速度沿斜面向下运动．已知A、B两点间的距离 L＝5 m，小物块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.2，小物块与挡板碰撞后原速率反弹．若不计空气阻力，重力加速度 g＝10 m/s2，试求：（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）
（1）小物块第一次返回A点处时的速度大小 v ．
（2）小物块在斜面上运动的总路程 s ．
A
B
L
θ
v0
A
B
L
θ
v0
动能和动能定理（多过程问题）
1．动能：物体由于运动而具有的能量叫做动能，其表达式为 ．
动能是标量，只有大小，没有方向．
2．动能定理：在一个过程中合外力对物体做的功，等于物体在这个过程中
动能的变化，表达式为 ．
(1)当合外力对物体做正功时，物体的动能增加，即 ．
(2)当合外力对物体做负功时，物体的动能减少，即 ．
“双基”回顾：
3．合外力做功的计算方法：
（1）先求合力，再求合力做的功，即 ．
（2）先求每个力的功，然后求各力做功的代数和，
即 ．
【例题1】如图所示，一铅球质量 m ＝4 kg，从距离沙坑表面 H ＝1.8 m 高处自由落下，铅球进入沙坑下陷 h ＝ 0.1 m 后静止．若不计空气阻力，重力加速度 g ＝10 m/s2，试求：沙子对铅球的平均作用力大小．
多过程：自由落体运动 → 匀减速直线运动
典例分析：
（思考）铅球的运动先后经历了哪几个阶段？
（思考）如何用动力学方法求得沙子对铅球的平均作用力大小？
方法一：用动力学思想求解
分析力和运动的关系是核心
（思考）能否用动能定理分阶段求解沙子对铅球的平均作用力大小？
方法二：用动能定理分阶段求解
方法二比方法一简捷
（思考）能否用动能定理全过程求解沙子对铅球的平均作用力大小？
★ 动能定理方程的规范书写
方法三：用动能定理全过程求解
从数学层面看，用动能定理全过程求解，相当于把分阶段求解的两个动能定理方程累加在一起。
方法三更简捷
动能定理是标量方程
【变式1】如图所示，质量 m ＝1 kg 的小木块静止在高 h ＝1.2 m 的平台上，小木块与平台间的动摩擦因数μ＝0.2．现用水平推力 F ＝20 N，使小木块从静止起沿平台向右运动 l1＝3 m，随即撤去推力 F ，小木块继续滑行 l2＝1 m 后飞出平台．若 g 取10 m/s2 ，不计空气阻力，试求：小木块落地时速度的大小．
小木块的多过程运动：匀加速直线运动 → 匀减速直线运动 → 平抛运动
巩固提高：
（思考）如何用动能定理分阶段求解小木块的末速度大小？
方法一：用动能定理分阶段求解
（思考）如何用动能定理全过程求解小木块的落地速度大小？
方法二：用动能定理全过程求解
★ 充分体现了动能定理解题的灵活性和优越性
用动能定理全过程求解很简捷，但分阶段分析很重要：受力分析、运动分析、做功情况分析
典例分析：
【例题2】将一质量 m ＝0.1 kg 的小球以 v0 ＝10 m/s 的初速度，从水平地面竖直向上抛出．若重力加速度 g ＝10 m/s2 ，小球所受空气阻力大小恒为 f ＝0.2 N，且每一次与地面碰撞后均以原速率反弹，试求：
（1）小球第一次落地时速度的大小 v ．
（2）小球在空中运动的总路程 s ．
简析：（1）小球向上运动过程中，重力和空气阻力都做负功，动能减小；
小球向下运动过程中，重力做正功，空气阻力做负功，动能增大。
（2）不难理解，小球最终必定静止在地面上，全过程看，重力做功为0，空气阻力始终做负功。
（思考）能不能对小球“一上一下”的全过程列动能定理方程求解小球第一次的落地速度？
重力做功与路径无关，只与始末位置间的竖直位移有关。 （保守力做功）
空气阻力、滑动摩擦力做功均与路径有关。 （耗散力做功）
【变式2】如图所示，ABCD为一位于竖直平面内的轨道，其中BC水平，A点比BC高出 H ＝ 10 m，BC长 L ＝ 1 m，AB和CD轨道光滑且与BC顺滑连接．一质量 m ＝ 1 kg 的小物块（可视为质点），从A点以 v0 ＝ 4 m/s 的初速度开始运动，经过BC后滑到高出C点 h ＝ 10.3 m 的D点速度为零．若不计空气阻力，重力加速度 g ＝ 10 m/s2，试求该小物块：
（1）与BC轨道间的动摩擦因数μ ．
（2）第 5 次经过B点时的速度大小 v ．
（3）最后停止的位置（距B点多少米）．
试求该小物块：（1）与BC轨道间的动摩擦因数μ ．
试求该小物块：（2）第 5 次经过B点时的速度大小 v ．
★ 选择哪个阶段建立动能定理方程更合适？值得用心去思考！
试求该小物块：（3）最后停止的位置（距B点多少米）．
课堂小结：
1．对于包含多个运动阶段的复杂运动过程，可以选择分段或全程应用动能定理．
2．分段应用动能定理时，将复杂的过程分割成一个个子过程，对每个子过程的
做功情况和初、末动能进行分析，然后针对每个子过程应用动能定理列式，
然后联立求解．
3．全程应用动能定理时，分析整个过程中出现过的各力的做功情况，分析每个
力的做功，确定整个过程中合外力做的总功，然后确定整个过程的初、末动
能，针对整个过程利用动能定理列式求解．
4．当题目不涉及中间量时，选择全程应用动能定理更简单，更方便．
课后作业：
【练习1】一艘由三个推力相等的发动机推动的气垫船停泊在湖面上，由静止开始加速前进距离 s 后，关掉一个发动机，气垫船匀速运动，再经过一段时间后，又关掉两个发动机，最后它恰好停在码头．设气垫船所受阻力大小恒定，试问：当三个发动机都关闭后，气垫船通过的距离是多少？
【练习2】如图所示，倾角θ＝37°的斜面足够长，斜面底端B处安装有弹性挡板，一定质量的小物块从斜面上A点处以 v0＝6 m/s 的初速度沿斜面向下运动．已知A、B两点间的距离 L＝5 m，小物块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.2，小物块与挡板碰撞后原速率反弹．若不计空气阻力，重力加速度 g＝10 m/s2，试求：（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）
（1）小物块第一次返回A点处时的速度大小 v ．
（2）小物块在斜面上运动的总路程 s ．
A
B
L
θ
v0
A
B
L
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v0