高一下期物理人教版（2019）必修第二册 8.3 动能和动能定理 第二课时(共16张PPT)

(共16张PPT)
第八章 机械能守恒定律
8.3 动能和动能定理
第二课时
复习：动能和动能定理
0
1.表达式：Ek＝ ;
2.标矢性：动能是 量，只有 ,没有方向;
3.物体动能的变化量是指
动能
标
大小
末动能减去初动能
复习：动能和动能定理
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1.内容：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化;
2.表达式：W＝
动能定理
W合= Ek2 －Ek1= ΔEk
动能定理
果
因
恒力
直线
曲线
变力
瞬时、单一过程
累积、多个过程
复习：动能和动能定理
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变力做功已知方法：
（1）微元法（适用于力的方向时刻改变，但大小恒定，且力与位移变化方向一致。）
（2）图像法（适用于力与位移方向共线）
（3）平均力法（适用于力与位移共线且成线性关系）
（4）转换法（适用于轻绳滑轮等轻质不存能量物体，力方向改变）
（5）分段法（适用于全程为变力，但分段为恒力）
（6）功率法（适用于功率一定的情况，如机车功率一定的行驶情况）
复习：变力做功的求法
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当物体受到一个变力和几个恒力作用时，可以用动能定理间接求变力做的功，即W变＋W其他＝ΔEk.
利用动能定理求变力做功
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注意事项：
（1）明确利用动能定理解题的基本步骤
（2）关注初、末两个状态，解决过程中各个力的做功情况。
例1　如图所示，物体(可看成质点)沿一曲面从A点无初速度下滑，当滑至曲面的最低点B点时，下滑的竖直高度h＝5 m，此时物体的速度v＝6 m/s.若物体的质量m＝1 kg，g取10 m/s2，求物体在下滑过程中克服阻力所做的功.
答案　32 J
解：由A→B根据动能定理得mgh＋Wf＝ mv2－0，解得Wf＝－32 J.故物体在下滑过程中克服阻力所做的功为32 J.
利用动能定理求变力做功
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例2 质量为m的物体以初速度v0沿水平面向左开始运动，起始点A与一轻弹簧O端相距s，已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，物体与弹簧相碰后，弹簧的最大压缩量为x，重力加速度为g，则从开始碰撞到弹簧被压缩至最短，物体克服弹簧弹力所做的功为
√
利用动能定理求变力做功
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例3 质量为m 的物体静放在水平光滑的平台上,系在物体上的绳子跨过光滑的定滑轮由地面以速度v0向右匀速走动的人拉着,设人从地面上且从平台的边缘开始向右行至绳和水平方向成30°角处,在此过程中人所做的功为: （ ）
A.
B.
C.
D.
√
利用动能定理求变力做功
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解：当右段绳与水平夹角为θ时,沿着绳子方向的速率知绳子的拉力是变力,若直接用W=Fscosθ求功是不可能的,由动能定理可得:人所做的功等于物体动能的增量
即
故正确答案是D.
可见,用动能定理解决变力做功是一种常用方法,解此类问题关键是分清各力做功情况和初、末动能.
利用动能定理求变力做功
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动能定理与图像结合问题的分析方法：
1.首先看清楚图像的种类(如v－t图像、F－x图像、Ek－x图像等).
2.挖掘图像的隐含条件，求出所需物理量，如利用v－t图像与t轴所包围“面积”求位移，利用F－x图像与x轴所包围“面积”求功，利用Ek－x图像的斜率求合力等.
3.再分析还有哪些力做功，根据动能定理列方程，求出相应的物理量.
动能定理在图像中的应用
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图象所围“面积”的意义
(1)v－t图象：v－t图线与坐标轴围成的面积表示物体的位移.
(2)a－t图象：由a－t图线与坐标轴围成的面积表示物体速度的变化量.
(3)F－x图象：F－x图线与坐标轴围成的面积表示力所做的功.
(4)P－t图象：由P－t图线与坐标轴围成的面积表示力所做的功.
动能定理在图像中的应用
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例1　在平直的公路上，汽车由静止开始做匀加速运动.当速度达到vm后，立即关闭发动机滑行直至停止.v－t图像如图所示，汽车的牵引力大小为F1，摩擦力大小为F2，全过程中，牵引力做的功为W1，克服摩擦力做功为W2.以下关系式正确的是
A.F1∶F2＝1∶3 B.F1∶F2＝4∶3
C.W1∶W2＝1∶1 D.W1∶W2＝1∶3
√
√
动能定理在图像中的应用
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解：对全过程由动能定理可知W1－W2＝0，故W1∶W2＝1∶1，故C正确，D错误；
W1＝F1s，W2＝F2s′，由题图可知s∶s′＝3∶4，所以F1∶F2＝4∶3，故A错误，B正确.
动能定理在图像中的应用
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例2　在粗糙的水平面上给滑块一定的初速度，使其沿粗糙的水平面滑动，经测量描绘出了滑块的动能与滑块的位移的变化规律图线，如图5所示.用μ表示滑块与水平面之间的动摩擦因数，用t表示滑块在该水平面上滑动的时间，已知滑块的质量为m＝19 kg，g＝10 m/s2.则μ和t分别为
A.0.01、10 s B.0.01、5 s
C.0.05、10 s D.0.05、5 s
√
动能定理在图像中的应用
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例3 一质量为2kg的物体，在水平恒定拉力的作用下以一定的初速度在粗糙的水平面上做匀速直线运动，当运动一段时间之后，拉力逐渐减小，且当拉力减小到0时，物体刚好停止运动，图给出了拉力随位移变化的关系图像，已知重力加速度取g=10m/s2，由此可知（ ）
A、物体与水平间的动摩擦因数为0.35
B、减速过程中拉力对物体做功约为13J
C、匀速运动时的速度约为6m/s
D、减速运动的时间约为1.7s
动能定理在图像中的应用
2
√
√
√