课件23张PPT。动能和动能定理(第一课时)欢迎各位老师莅临指导高考考点内容及要求本讲要求理解动能定理,明确外力对物体所做的总功与物体动能变化的关系;会用动能定理分析相关物理过程;熟悉动能定理的运用技巧。考查热点(1)利用动能定理求功
(2)利用动能定理求解物体的受力情况和运动情况
(3)创新方向与生产、生活和科技前沿相结合教学重点:动能定理的理解 教学难点:会用动能定理分析相关物理过程;熟悉动能定理的运用技巧考点自清
一、动能
1.定义:物体由于 而具有的能.
2.公式:EK= .
3.矢标性:动能是 ,只有正值.
4.动能是状态量.而动能的变化量是 .
二、动能定理
1.内容: 在一个过程中对物体所做的功等于
物体在这个过程中 .
2.表达式:W= .
运动标量过程量合外力动能的变化Ek2-Ek1填填更有底3.物理意义:动能定理指出了外力对物体所做的总
功与物体 之间的关系,即合力的功是物
体 的量度.
4.动能定理的适用条件
(1)动能定理既适用于直线运动,也适用于
.
(2)既适用于恒力做功,也适用于 .
(3)力可以是各种性质的力,既可以同时作用,
也可以 .动能变化动能变化曲线运动变力做功不同时作用 对动能定理的理解
1.一个物体的动能变化ΔEk与合外力对物体所做功
W具有等量代换关系.
(1)若ΔEk>0,表示物体的动能增加,其增加量等
于合外力对物体所做的正功.
(2)若ΔEk<0,表示物体的动能减少,其减少量等
于合外力对物体所做的负功的绝对值.
(3)若ΔEk=0,表示合外力对物体所做的功等于零.
反之亦然.这种等量代换关系提供了一种计算变
力做功的简便方法.技巧方法与策略点拨
例1:如图所示,物体在离光滑斜面底端4m处由静止滑下,斜面倾角为370,斜面与平面间平滑连接,若物体与水平面的动摩擦因数为0.5,求物体能在水平面上滑行多远?解法一:在下滑阶段
a=gsin370 =6m/s2
v2=2ax ①
在水平阶段
a’= μg = 5m/s2
v2=2a’x’ ②
由①②可得
x’= 4.8m
解法二:
在下滑阶段
mgsin370x=1/2mv2-0 ①
在水平阶段
-μmgx’=0-1/2mv2 ②
由①②可得 x’=4.8m
解法三:
mgsin370x -μmgx’=0-0
x’=4.8m 应用动能定理的一般步骤
1.选取研究对象,明确并分析运动过程.
2.分析受力及各力做功的情况
(1)受哪些力?
(2)每个力是否做功?
(3)在哪段位移哪段过程中做功?
(4)做正功还是负功?
(5)做多少功? 求出代数和.
3.明确过程始末状态的动能Ek1及Ek2.
4.列方程W总=Ek2-Ek1,必要时注意分析题目潜在的条
件,补充方程进行求解. 1.如图所示,斜面倾角为α,长为L,AB 段光滑,BC 段粗糙,且BC =2 AB。质量为m 的木块从斜面顶端无初速下滑,到达C 端时速度刚好减小到零。求物体和斜面BC 段间的动摩擦因数μ。练练有提高α 例2.如图所示,质量为m的小物
体静止于长l的木板边缘.现使板
由水平放置绕其另一端O沿逆时
针方向缓缓转过α角,转动过程中,
小物体相对板始终静止,求板对物体的支持力对
物体做的功.
木板缓缓转动过程中,物体所受支持力
的大小、方向怎样变化? 思路点拨: 3.如图所示,质量为m的物体用细绳经过光滑小孔牵引着在光滑水平面上做匀速圆周运动,拉力为F时,转动半径为R,当拉力逐渐减小到F/4时,物体仍做匀速圆周运动,半径为2R,则此过程中拉力对物体所做的功为(????????? )? A.FR/4?????????? B. FR/4???????? C.3FR/4 ????????D.零 A即时训练 例3:如图所示,光滑1/4圆弧的半径为0.8m,有一质量为1.0kg的物体自A点从静止开始下滑到B点,然后沿水平面前进4.0m,到达C点停止.g取 10m/s2,求:(1)物体到达B点时的速率;(2)在物体沿水平面运动的过程中摩擦力做的功;(3)物体与水平面间的动摩擦因数. 做做有感悟
1.如图所示,1/4圆弧的半径为0.8m,有一质量为1.0kg的物体自A点从静止开始下滑到B点,然后沿水平面前进2.0m,到达C点停止.
物体和水平面间的动摩擦因数为0.2.g取 10m/s2,求:物体通过圆弧时摩擦力所做的功? 2.如图,MNP为竖直面内一固定轨道,其圆弧段MN与水平段NP相切于N、P端固定一竖直挡板。M相对于N的高度为h,NP长度为s。一木块自M端从静止开始沿轨道下滑,与挡板发生一次完全弹性碰撞后停止在水平轨道上某处。若在MN段的摩擦可忽略不计,物块与NP段轨道间的滑动摩擦因数为μ ,求物块停止的地方与N点距离的可能值。 例4.如图所示,一内壁光滑的固定的环形细圆管,位于竖直平面内,环的半径为R(远大于细管的直径),在细管内有一直径与细管相同的小球,质量为m,恰能通过最高点,试求此过程中小球经过最低点时对管壁的压力变式:若球与管壁的摩擦因数为μ,某一时刻小球通过圆管的最低点时对管壁的压力为6mg,此后小球便做圆周运动,经过半个圆周恰能通过最高点,求克服摩擦力做功1.运动员投篮过程中对篮球做功为W,出手高度为h1,
篮筐距地面高度为h2 ,球的质量为m,空气阻力不 计,则篮球进筐时的动能为( )
A.W+mgh1-mgh2
B.W+mgh2-mgh1
C.mgh2+mgh1-W
D.mgh2-mgh1-W
A素能提升2.如图8所示,质量为m的小车在水平
恒力F推动下,从山坡(粗糙)底部A
处由静止起运动至高为h的坡顶B,
获得速度为v,AB之间的水平距离为
X,重力加速度为g.下列说法正确的是( )
A.小车克服重力所做的功是mgh
B.合外力对小车做的功是1/2mv2
C.推力对小车做的功是1/2mv2+mgh
D.阻力对小车做的功是1/2mv2+mgh-fx图8ABD 3.一铅球运动员,奋力一推将8kg的铅球推出10m远.铅球落地后将地面击出一坑,有经验的专家根据坑的深度形状认为铅球落地时的速度大致是12m/s.若铅球出手时的高度是2m,求推球过程中运动员对球做的功大约是多少焦耳?4.如图甲所示,一质量为m=1 kg的物块静止在粗糙水平面上的A点,从t=0时刻开始,物块在受按如图乙所示规律变化的水平力F作用下向右运动,第3 s末物块运动到B点时速度刚好为0,第5 s末物块刚好回到A点,已知物块与粗糙水平面之间的动摩擦因数μ=0.2,(g取10 m/s2)求:
(1)AB间的距离.
(2)水平力F在5 s时间内对物块所做的功.总结1.内容: 在一个过程中对物体所做的功等于
物体在这个过程中 .
2.表达式:W= .
3.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? 然后求各个外力做功的代数和;
(3)明确物体在过程始末状态的动能和;
(4)列出动能定理的方程及其它必要的辅助方程,进行求解.第五章机械能 第2课时 动能和动能定理
江苏省运河中学 纪 兆 明
【考情分析】
考试大纲
大纲解读
动能和动能定理 II
高考的出题形式以选择题、计算题为主,难度在中等以上,未来高考将可能出现密切联系生活、生产实际、联系现代科学技术的新情景、新信息的综合题
教学重点:动能定理的理解
教学难点:会用动能定理分析相关物理过程;熟悉动能定理的运用技巧
【考点知识梳理】
一.动能
1. 定义:物体由于__ ____而具有的能量
2. 公式:
3. 动能是 量,并且动能总 零.
4.动能是状态量,而动能的变化是
二. 动能定理
1. 内容: 对物体做的总功等于物体动能的
2. 表达式:
3. 物理意义:动能定理指出了外力对物体所做的总功与物体 之间的关系,即合力的功是物体 的量度.
4. 适用条件:所有的运动和力
【考点知识解读】
考点一、动能定理的理解
1.动能定理的计算式为标量式,计算外力对物体做总功时,应明确各个力所做功的正负,然后求所有外力的代数和;求动能变化时,应明确动能没有负值,动能的变化为末动能减初动能.
2.位移和速度必须是相对于同一个参考系的,一般以地面为参考系.
3.动能定理应用广泛,直线运动、曲线运动、恒力做功、变力做功、同时做功、分段做功各种情况均适用.
4.动能定理既适用于一个持续的过程,也适用于分段过程的全过程.
5.动能定理的研究对象是单个物体或可看成单个物体的系统.
考点二、应用动能定理的两种方法及解题步骤
1.分段研究:明确研究对象的研究过程,针对每一个研究过程,利用动能定理分别列方程求解,前一阶段的末状态(末速度等)是后一阶段的初状态(初速度等).
2.整段研究:明确研究对象的研究过程,找出整个过程的始末状态的速度情况,利用动能定理列方程求解,特别强调的是要对物体进行正确的受力分析,明确各力的做功情况,最后求出不同过程、不同时间段各力做功的代数和.
3.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? 然后求各个外力做功的代数和;
(3)明确物体在过程始末状态的动能和;
(4)列出动能定理的方程及其它必要的辅助方程,进行求解.
【即时训练】
1.质量为m的物体在水平力F的作用下,由静止开始在光滑地面上运动,前进一段距离之后速度大小为v,再前进一段距离使物体的速度增大为2v,则( )
A.第二过程的速度增量等于第一过程的速度增量
B.第二过程的动能增量是第一过程的动能增量的3倍
C.第二过程合外力做的功等于第一过程合外力做的功
D.第二过程合外力做的功等于第一过程合外力做功的2倍
2.将一质量为m的小球以v0竖直上抛,受到的空气阻力与速度的大小成正比,最高点距抛出点为h,下列说法中正确的是( )
A.上升过程克服空气阻力做功1/2mv02-mgh
B.下落过程克服空气阻力做功1/2mv02-mgh
C.下落过程重力做功mgh
D.上升过程合外力做的功为-1/2mv02
题型一、动能定理的优越性
【例题】
例1:如图所示,物体在离光滑斜面底端4m处由静止滑下,斜面倾角为370,斜面与平面间平滑连接,若物体与水平面的动摩擦因数为0.5,求物体能在水平面上滑行多远?
【尝试应用】
如图5-2-1所示,ABCD是一个盆式容器,盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧,BC是水平的,其长度d=0.50 m.盆边缘的高度为h=0.30 m.在A处放一个质量为m的小物块并让其从静止下滑.已知盆内侧壁是光滑的,而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数为μ=0.10.小物块在盆内来回滑动,最后停下来,则停的地点到B的距离为( )
A.0.50 m B.0.25 m
C.0.10 m D.0
题型二、利用动能定理求变力做功
例2.如图所示,质量为m的小物体静止于长l的木板边缘.现使板由水平放置绕其另一端O沿逆时针方向缓缓转过α角,转动过程中,小物体相对板始终静止,求板对物体的支持力对物体做的功.
思维点拨: 木板缓缓转动过程中,物体所受支持力
的大小、方向怎样变化?
【练练有提高】
如图所示,质量为m的物体用细绳经过光滑小孔牵引着在光滑水平面上做匀速圆周运动,拉力为F时,转动半径为R,当拉力逐渐减小到F/4时,物体仍做匀速圆周运动,半径为2R,则此过程中拉力对物体所做的功大小为(????????? )? A.FR/4?????????? B. 3FR/4???????? C.5FR/2 ????????? D.零
题型三、动能定理解决多过程问题
例3:如图所示,光滑1/4圆弧的半径为0.8m,有一质量为1.0kg的物体自A点从静止开始下滑到B点,然后沿水平面前进4.0m,到达C点停止.g取 10m/s2,求:(1)物体到达B点时的速率;(2)在物体沿水平面运动的过程中摩擦力做的功;(3)物体与水平面间的动摩擦因数.
【做做有感悟】
2.如图,MNP为竖直面内一固定轨道,其圆弧段MN与水平段NP相切于N、P端固定一竖直挡板。M相对于N的高度为h,NP长度为s。一木块自M端从静止开始沿轨道下滑,与挡板发生一次完全弹性碰撞后停止在水平轨道上某处。若在MN段的摩擦可忽略不计,物块与NP段轨道间的滑动摩擦因数为μ ,求物块停止的地方与N点距离的可能值。
【素能提升】
1.运动员投篮过程中对篮球做功为W,出手高度为h1, 篮筐距地面高度为h2 ,球的质量为m,空气阻力不计,则篮球进筐时的动能为( )
A.W+mgh1-mgh2
B.W+mgh2-mgh1
C.mgh2+mgh1-W
D.mgh2-mgh1-W
2.如图8所示,质量为m的小车在水平恒力F推动下,从山坡(粗糙)底部A处由静止起运动至高为h的坡顶B,获得速度为v,AB之间的水平距离为X,重力加速度为g.下列说法正确的是( )
A.小车克服重力所做的功是mgh
B.合外力对小车做的功是1/2mv2
C.推力对小车做的功是1/2mv2+mgh
D.阻力对小车做的功是1/2mv2+mgh-fx
3.一铅球运动员,奋力一推将8kg的铅球推出10m远.铅球落地后将地面击出一坑,有经验的专家根据坑的深度形状认为铅球落地时的速度大致是12m/s.若铅球出手时的高度是2m,求推球过程中运动员对球做的功大约是多少焦耳?
4.如图甲所示,一质量为m=1 kg的物块静止在粗糙水平面上的A点,从t=0时刻开始,物块在受按如图乙所示规律变化的水平力F作用下向右运动,第3 s末物块运动到B点时速度刚好为0,第5 s末物块刚好回到A点,已知物块与粗糙水平面之间的动摩擦因数μ=0.2,(g取10 m/s2)求:
(1)AB间的距离.
(2)水平力F在5 s时间内对物块所做的功.
【能力提升】
1.(2008宁夏18).一滑块在水平地面上沿直线滑行,t=0时其速度为1 m/s。从此刻开始滑块运动方向上再施加一水平面作用F,力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图a和图b所示。设在第1秒内、第2秒内、第3秒内力F对滑块做的功分别为则以下关系正确的是( )
A. B.
C. D.
2(10年石家庄市一检)构建和谐型、节约型社会深得民心,节能器材遍布于生活的方方面面,自动充电式电动车就是很好的一例。电动车的前轮装有发电机,发电机与蓄电池连接,当骑车者用力蹬车或电动自行车滑行时,打开自动充电装置,自行车就可以连通发电机向蓄电池充电,将其他形式的能转化成电能储存起来。现有某人骑车以1250J的初动能在粗糙的水平路面上滑行,人车总质量为100kg。第一次关闭自动充电装置,让车自由滑行,其动能随位移变化关系如图线①所示;第二次启动自动充电装置,其动能随位移变化关系如图线②所示,设两次人和车所受阻力恒定。求:
(1)第一次滑行的时间.
(2)第二次滑行过程中向蓄电池所充的电能是多少?
3.(10年上海) 如图,ABC和ABD为两个光滑固定轨道,A、B、E在同一水平面,C、D、E在同一竖直线上,D点距水平面的高度h,C点高度为2h,一滑块从A点以初速度分别沿两轨道滑行到C或D处后水平抛出。
(1)求滑块落到水平面时,落点与E点间的距离和.
(2)为实现<,应满足什么条件?
第二节 动能定理及其应用
江苏省运河中学 纪兆明
【考情分析】
考试大纲
大纲解读
动能和动能定理 II
高考的出题形式以选择题、计算题为主,难度在中等以上,未来高考将可能出现密切联系生活、生产实际、联系现代科学技术的新情景、新信息的综合题
【考纲三维解读】
高考考点内容及要求:
本讲要求理解动能定理,明确外力对物体所做的总功与物体动能变化的关系;会用动能定理分析相关物理过程;熟悉动能定理的运用技巧。
高考热点:
(1)利用动能定理求功
(2)利用动能定理求解物体的受力情况和运动情况
(3)创新方向与生产、生活和科技前沿相结合
教学重点:
理解动能定理
教学难点:
会用动能定理分析相关物理过程;熟悉动能定理的运用技巧
【考点知识梳理】
一.动能
1. 定义:物体由于__ 运动____而具有的能量
2. 公式: 1/2mv2
3. 动能是 标量 量,并且动能总 大于 零.
4.动能是状态量,而动能的变化是 过程量
二. 动能定理
1. 内容: 合外力 对物体做的总功等于物体动能的 变化
2. 表达式: W=EK2-EK1
3. 物理意义:指出了_外力做的总功____和_动能的变化__ __的关系.
4. 适用条件:所有的运动和力
【考点知识解读】
考点一、动能定理的理解
(一)、动能定理的理解要点
1.动能定理的计算式为标量式,计算外力对物体做总功时,应明确各个力所做功的正负,然后求所有外力的代数和;求动能变化时,应明确动能没有负值,动能的变化为末动能减初动能.
2.位移和速度必须是相对于同一个参考系的,一般以地面为参考系.
3.动能定理应用广泛,直线运动、曲线运动、恒力做功、变力做功、同时做功、分段做功各种情况均适用.
4.动能定理既适用于一个持续的过程,也适用于分段过程的全过程.
5.动能定理的研究对象是单个物体或可看成单个物体的系统.
【即时训练】
1.质量为m的物体在水平力F的作用下,由静止开始在光滑地面上运动,前进一段距离之后速度大小为v,再前进一段距离使物体的速度增大为2v,则( )
A.第二过程的速度增量等于第一过程的速度增量
B.第二过程的动能增量是第一过程的动能增量的3倍
C.第二过程合外力做的功等于第一过程合外力做的功
D.第二过程合外力做的功等于第一过程合外力做功的2倍
2.将一质量为m的小球以v0竖直上抛,受到的空气阻力与速度的大小成正比,最高点距抛出点为h,下列说法中正确的是( )
A.上升过程克服空气阻力做功1/2mv02-mgh
B.下落过程克服空气阻力做功1/2mv02-mgh
C.下落过程重力做功mgh
D.上升过程合外力做的功为-1/2mv02
考点二、应用动能定理的两种方法及解题步骤
1.分段研究:明确研究对象的研究过程,针对每一个研究过程,利用动能定理分别列方程求解,前一阶段的末状态(末速度等)是后一阶段的初状态(初速度等).
2.整段研究:明确研究对象的研究过程,找出整个过程的始末状态的速度情况,利用动能定理列方程求解,特别强调的是要对物体进行正确的受力分析,明确各力的做功情况,最后求出不同过程、不同时间段各力做功的代数和.
3.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? 然后求各个外力做功的代数和;
(3)明确物体在过程始末状态的动能和;
(4)列出动能定理的方程及其它必要的辅助方程,进行求解.
题型一、动能定理的优越性
【例题】
例1:如图所示,物体在离光滑斜面底端4m处由静止滑下,斜面倾角为370,斜面与平面间平滑连接,若物体与水平面的动摩擦因数为0.5,求物体能在水平面上滑行多远?
(学生各抒己见,提供几种解法 )
解法一:在下滑阶段
a=gsin370 =6m/s2
v2=2ax ①
在水平阶段
a’= μg = 5m/s2
v2=2a’x’ ②
由①②可得
x’= 4.8m
解法二:
在下滑阶段
mgsin370x=1/2mv2-0 ①
在水平阶段
-μmgx’=0-1/2mv2 ②
由①②可得 x’=4.8m
解法三:
mgsin370x -μmgx’=0-0
x’=4.8m
老师小结:三种解法相比较使用动能定理更简捷,动能定理不需要考虑物体的运动过程,只要考虑物体的初、末状态。
学生总结:应用动能定理的解题步骤:
(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? 然后求各个外力做功的代数和;
(3)明确物体在过程始末状态的动能和;
(4)列出动能定理的方程及其它必要的辅助方程,进行求解.
【尝试应用】
如图5-2-1所示,ABCD是一个盆式容器,盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧,BC是水平的,其长度d=0.50 m.盆边缘的高度为h=0.30 m.在A处放一个质量为m的小物块并让其从静止下滑.已知盆内侧壁是光滑的,而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数为μ=0.10.小物块在盆内来回滑动,最后停下来,则停的地点到B的距离为( D )
A.0.50 m B.0.25 m
C.0.10 m D.0
老师问:恒力做功如何计算?变力呢?(由学生回答引入2)
题型二、利用动能定理求变力做功
例2:如图所示,质量为m的小物体静止于长l的木板边缘.现使板由水平放置绕其另一端O沿逆时针方向缓缓转过α角,转动过程中,小物体相对板始终静止,求板对物体的支持力对物体做的功.
思维点拨: 木板缓缓转动过程中,物体所受支持力
的大小、方向怎样变化?
解析:由力的平衡条件可知,支持力随板的转动而减小,而方向始终与物体的速度方向同向,是一个变力。
对物体的运动过程应用动能定理,有WN +WG + Wf =0
所以WN=mglsinα
老师再问:在这个过程中重力做正功还是负功?
【练练有提高】
如图所示,质量为m的物体用细绳经过光滑小孔牵引着在光滑水平面上做匀速圆周运动,拉力为F时,转动半径为R,当拉力逐渐减小到F/4时,物体仍做匀速圆周运动,半径为2R,则此过程中拉力对物体所做的功大小为(???A?????? )? A.FR/4?????????? B. 3FR/4???????? C.5FR/2 ????????? D.零
题型三、动能定理解决多过程问题
例3:如图所示,光滑1/4圆弧的半径为0.8m,有一质量为1.0kg的物体自A点从静止开始下滑到B点,然后沿水平面前进4.0m,到达C点停止.g取 10m/s2,求:(1)物体到达B点时的速率;(2)在物体沿水平面运动的过程中摩擦力做的功;(3)物体与水平面间的动摩擦因数. 解析:(1)mgh=1/2mv2
V=4m/s
(2)Wf=0-1/2mv2=-8J
(3)Wf=-μmgx
μ=0.2
【做做有感悟】
如图所示,1/4圆弧的半径为0.8m,有一质量为1.0kg的物体自A点从静止开始下滑到B点,然后沿水平面前进2.0m,到达C点停止.物体和水平面间的动摩擦因数为0.2.g取 10m/s2,求:物体通过圆弧时摩擦力所做的功?
(4J)
拓展:如果物体从C点以速度V0向左运动,刚好能冲到A点,则V0=?(4m/s2)
2.如图,MNP为竖直面内一固定轨道,其圆弧段MN与水平段NP相切于N、P端固定一竖直挡板。M相对于N的高度为h,NP长度为s。一木块自M端从静止开始沿轨道下滑,与挡板发生一次完全弹性碰撞后停止在水平轨道上某处。若在MN段的摩擦可忽略不计,物块与NP段轨道间的滑动摩擦因数为μ ,求物块停止的地方与N点距离的可能值。
解析:
根据动能定理,在物块从开始下滑到停止在水平轨道上的过程中,物块的重力做的正功和克服摩擦力做的功相等
①
设物块的质量为m,在水平轨道上滑行的总路程为s′,则
②
③
连立①②③化简得
④
第一种可能是:物块与弹性挡板碰撞后,在N前停止,则物块停止的位置距N的距离为
⑤
第一种可能是:物块与弹性挡板碰撞后,可再一次滑上光滑圆弧轨道,滑下后在水平轨道上停止,则物块停止的位置距N的距离为
⑥
所以物块停止的位置距N的距离可能为或。
【素能提升】
1.运动员投篮过程中对篮球做功为W,出手高度为h1, 篮筐距地面高度为h2 ,球的质量为m,空气阻力不计,则篮球进筐时的动能为( A )
A.W+mgh1-mgh2
B.W+mgh2-mgh1
C.mgh2+mgh1-W
D.mgh2-mgh1-W
2.如图8所示,质量为m的小车在水平恒力F推动下,从山坡(粗糙)底部A处由静止起运动至高为h的坡顶B,获得速度为v,AB之间的水平距离为X,重力加速度为g.下列说法正确的是( ABD )
A.小车克服重力所做的功是mgh
B.合外力对小车做的功是1/2mv2
C.推力对小车做的功是1/2mv2+mgh
D.阻力对小车做的功是1/2mv2+mgh-fx
3.一铅球运动员,奋力一推将8kg的铅球推出10m远.铅球落地后将地面击出一坑,有经验的专家根据坑的深度形状认为铅球落地时的速度大致是12m/s.若铅球出手时的高度是2m,求推球过程中运动员对球做的功大约是多少焦耳?
解析:设铅球出手时的速度大小是vo,对铅球从出手到落地这一过程运用动能定理,在这一过程中只有重力对铅球做功,所以有
,
铅球出手时的速度大小为
对运动员抛铅球的过程应用动能定理,人对铅球做的功等于铅球获得的动能,即
答案:416J
4.如图甲所示,一质量为m=1 kg的物块静止在粗糙水平面上的A点,从t=0时刻开始,物块在受按如图乙所示规律变化的水平力F作用下向右运动,第3 s末物块运动到B点时速度刚好为0,第5 s末物块刚好回到A点,已知物块与粗糙水平面之间的动摩擦因数μ=0.2,(g取10 m/s2)求:
(1)AB间的距离.
(2)水平力F在5 s时间内对物块所做的功.
解析:(1)在3-5S内物块在水平恒力F的作用下由B点匀加速直线运动到A点,设加速度为a,AB间的距离为X,则
F-μmg=ma
a=2m/s2
x=1/2at2=4m
(2)设整个过程中F做的功为WF,物块回到A点时的速度为VA,由动能定理
WF-2μmgx=1/2mv2
WF=24J
【能力提升】
1.(2008宁夏18).一滑块在水平地面上沿直线滑行,t=0时其速度为1 m/s。从此刻开始滑块运动方向上再施加一水平面作用F,力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图a和图b所示。设在第1秒内、第2秒内、第3秒内力F对滑块做的功分别为则以下关系正确的是( B )
A. B.
C. D.
2(10年石家庄市一检)构建和谐型、节约型社会深得民心,节能器材遍布于生活的方方面面,自动充电式电动车就是很好的一例。电动车的前轮装有发电机,发电机与蓄电池连接,当骑车者用力蹬车或电动自行车滑行时,打开自动充电装置,自行车就可以连通发电机向蓄电池充电,将其他形式的能转化成电能储存起来。现有某人骑车以1250J的初动能在粗糙的水平路面上滑行,人车总质量为100kg。第一次关闭自动充电装置,让车自由滑行,其动能随位移变化关系如图线①所示;第二次启动自动充电装置,其动能随位移变化关系如图线②所示,设两次人和车所受阻力恒定。求:
(1)第一次滑行的时间.
(2)第二次滑行过程中向蓄电池所充的电能是多少?
解析:(1)由题图知电动车的初动能1250J,共滑行了25m,设滑行时所受的阻力为Ff,由动能定理可得-Ffx=0-EK0,代入数据得
Ff=50N
a=0.5m/s2 t=v0/a=10s
(2)第二次滑行过程中由于摩擦力作用产生的热量Q=500J
由能量守恒得第二次滑行过程中向蓄电池所充电能 E=EK-Q=1250J-500J=750J
3.(10年上海) 如图,ABC和ABD为两个光滑固定轨道,A、B、E在同一水平面,C、D、E在同一竖直线上,D点距水平面的高度h,C点高度为2h,一滑块从A点以初速度分别沿两轨道滑行到C或D处后水平抛出。
(1)求滑块落到水平面时,落点与E点间的距离和.
(2)为实现<,应满足什么条件?
(1)根据机械能守恒,
根据平抛运动规律:,
,
综合得,
(2)为实现<,即<,得<
但滑块从A点以初速度分别沿两轨道滑行到C或D处后水平抛出,要求,
所以。