动能势能动能定理

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1、1.动能定理的研究对象是单一物体，或者可以看作单一物体的物体系统。2.W表示所研究过程物体受的合外力做的功，也可以是物体的所有外力做功的代数和。3.既适用于恒力做功，也适用于变力做功；既适用于直线运动，又适用于曲线运动。4.在应用动能定理解决问题时，动能定理中的位移、速度各物理量都要选取同一个惯性参考系，一般都选地面为参考系。5.恒力作用下的物体运动问题，凡不涉及加速度和时间及其运动过程的具体细节，可优先运用动能定理求解。6.变力做功过程和某些曲线运动问题，用牛顿第二定律结合运动学公式往往难以求解，但用动能定理则迎刃而解。7.过程复杂又不需研究

2、中间状态时，可以把多个过程看作一个全过程进行研究，应用动能定理更方便。要点一对动能定理的理解学案2动能势能动能定理1.试应用牛顿第二定律并结合运动学公式推导动能定理。【答案】如图所示，一物体在合力F作用下，向右做匀加速运动，以v1、v2、l、F、m依次表示初速度、末速度、位移、合力和质量。则合力的功为：W合=Fl①据牛顿第二定律得：F=ma②故W合=mal据运动学公式v22-v12=2ax得al=1/2(v22-v21)故W合=m[1/2(v22-v21)]=1/2mv22-1/2mv12而Ek1=1/2mv12，Ek2=1/2mv22故有：W

3、合=Ek2-Ek1即合力的功等于物体动能的变化。＊体验应用＊1.用动能定理解题的步骤(1)选取研究对象，明确分析运动过程。(2)分析受力及各力做功的情况，求出总功；也可由动能的变化求总功。(3)明确过程始、末状态的动能Ek1及Ek2。(4)列方程W=Ek2-Ek1，必要时注意分析题目潜在的条件，列辅助方程进行求解。2.应用动能定理要注意的几个问题(1)正确分析物体受力，要考虑物体受到的所有力，包括重力。(2)要弄清各力做功情况，计算时应把已知功的正、负代入动能定理表达式。(3)有些力在物体运动全过程中不是始终存在，导致物体的运动包括几个物理过程

4、，物体运动状态、受力情况均发生变化，因而在考虑外力做功时，必须根据不同情况分别对待。3.应用动能定理解题的优越性应用动能定理解题时，在分析过程的基础上无需深究物体运动过程中状态变化的细节，只需考虑整个过程的功及过程始末的动能。若过程包含了几个运动性质不同的分过程，既可分段考虑，也可对整个过程考虑。但求功时，有些力不是全过程都作用的，必须根据不同的情况分别对待求出总功，计算时要把各力的功连同符号(正负)一同代入公式。要点二动能定理的应用【答案】2.如图5-2-1所示，用拉力F使一个质量为m的木箱由静止开始在水平冰道上移动了l,F与水平方向成α角，

5、木箱与冰道间的动摩擦因数为μ，求木箱获得的速度。＊体验应用＊图5-2-1【例1】沙河抽水蓄能电站自2003年投入运行以来，在缓解用电高峰电力紧张方面，取得了良好的社会效益和经济效益。抽水蓄能电站的工作原理是，在用电低谷时(如深夜)，电站利用电网多余电能把水抽到高处蓄水池中，到用电高峰时，再利用蓄水池中的水发电。如图5-2-2，蓄水池(上游水库)可视为长方体，有效总库容量(可用于发电)为V，蓄水后水位高出下游水面H，发电过程中上游水库水位最大落差为d。统计资料表明，该电站年抽水用电为2.4×108kW·h，年发电量为1.8×108kW·h。则下列

6、计算结果正确的是(水的密度为ρ，重力加速度为g，涉及重力势能的计算均以下游水面为零势能面)()A.能用于发电的水的最大重力势能Ep=ρVgHB.能用于发电的水的最大重力势能Ep=ρVg(H-d/2)C.电站的总效率达75％D.该电站的平均每天所发的电能可供给一个大城市居民用电(电功率以105kW计)约10h热点一重力的功与重力势能【解析】根据题意，电站的总效率η=1.8×108kW·h/(2.4×108kW·h)×100%=75%，故C正确；该水电站能用于发电的水的重力势能为水库中的水的重力mg与其“重心”(即在水面下d/2处)下降高度的乘积即

7、Ep=mg(H-d/2)=ρVg(H-d/2)，故A错，B对；由于年发电量为1.8×108kW·h，故每天发电量为1.8×108kＷ·h/365=4.93×105kW·h，可见能供约5h，故D错。【名师支招】找出上游水库中水的“重心”，利用等效的方法求重力势能是解题的关键。图5-2-2BC面积很大的水池，水深为H，水面上浮着一正方体木块，木块边长为a，密度为水的1/2，质量为m。开始时，木块静止，如图5-2-3所示，现用力F将木块缓慢地压到水池底，不计摩擦，求：(1)木块从刚好完全没入水中到停止在池底的过程中，池水势能的改变量；(2)从开始到木

8、块刚好完全没入水中的过程中，力F所做的功。1【答案】(1)2mg(H-a)(2)1/4mga图5-2-3【例2】如图5-2-4所示，质量为m的物体从斜