动能定理应用教案.doc

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1、动能定理的应用学案1、动能定理的表述：表述1：合外力做的功等于物体动能的变化。（这里的合外力指物体受到的所有外力的合力，包括重力）。表达式为表述2：外力对物体做的总功等于物体动能的变化。（不必求合力，特别是在全过程的各个阶段受力有变化的情况下，只要把各个力在各个阶段所做的功都按照代数和加起来，就可以得到总功。）2.应用动能定理解题步骤：（1）确定研究对象和研究过程。（2）分析物理过程，分析研究对象在运动过程中的受力情况，画受力示意图，及过程状态草图，明确各力做功情况，即是否做功，是正功还是负功。（3）找出研究过程中物体的初、末状态的动能（

2、或动能的变化量）（4）根据动能定理建立方程，代入数据求解，对结果进行分析、说明或讨论。4.动能定理适用范围：（1）动能定理既适用于恒力做功，也适用于变力做功。（2）动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动。（3）动能定理既适用于单一过程，也适用于多过程。（4）动能定理既适用于单一物体，也适用于多物体系统。一．应用动能定理求恒力做功问题.例1.质量为m的物体静止在水平桌面上，它与桌面之间的动摩擦因数为μ，物体在水平力F作用下开始运动，发生位移S1时撤去力F，问物体还能运动多远？解析方法Ⅰ：可将物体运动分成两个阶段进行求解对匀加速过程根据动

3、能定理：FS1－μmgS1＝mv12－0------------⑴对匀减速过程根据动能定理：－μmgS2＝0－mv12---------------⑵由⑴、⑵两式FS1－μmgS1－μmgS2＝0－0S2＝方法Ⅱ对全过程根据动能定理：设加速位移为S1，减速位移为S2；根据动能定理：FS1`－μmg（S1＋S2）＝0－0得S2＝*在用动能定理解题时，可分段研究，也可整体研究；优先考虑整体应用动能定理*训练1.　如图所示，质量为m的物体从高为h倾角为θ的光滑斜面顶端由静止开始沿斜面下滑，最后停在水平面上，已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，求

4、：图7－22θh(1)物体滑至斜面底端时的速度。(2)物体在水平面上滑行的距离。（不计斜面与水平面交接处动能损失）*训练2.汽车紧急刹车制动后所受阻力的大小与汽车所受重力的大小差不多，当汽车以20m/s的速度行驶时，突然制动，它还能继续滑行的距离约为多少？(g取10m/s2)解：*训练3.如图所示，质量为m的物体从地面上方H高处无初速释放，落在沙坑出中现一个深度为h的坑，在此过程中不计空气阻力，沙坑对小球阻力恒为f,则f多大？二．应用动能定理求变力做功问题。例2如图2-7-5所示，AB为1/4圆弧轨道，半径为R=0.8m，BC是水平轨道，

5、长S=3m，BC处的摩擦系数为μ=1/15，今有质量m=1kg的物体，自A点从静止起下滑到C点刚好停止。求物体在轨道AB段所受的阻力对物体做的功。解答：物体在从A滑到C的过程中，有重力、AB段的阻力、BC段的摩擦力共三个力做功，WG=mgR，fBC=umg，由于物体在AB段受的阻力是变力，做的功不能直接求。根据动能定理可知：W外=0，所以mgR-umgS-WAB=0即WAB=mgR-umgS=1×10×0.8-1×10×3/15=6(J)点评：如果我们所研究的问题中有多个力做功，其中只有一个力是变力，其余的都是恒力，而且这些恒力所做的功比

6、较容易计算，研究对象本身的动能增量也比较容易计算时，用动能定理就可以求出这个变力所做的功。*训练4．如图5所示，质量为m小球被用细绳经过光滑小孔而牵引在光滑水平面上做圆周运动，拉力为F1值时，匀速转动，半径为R1，当细绳拉力为F2值，小球仍然做匀速圆周运动，转动半径为R2，求此过程中拉力F所做的功．*训练5.　质量为m的小球被系在轻绳的一端，在竖直平面内作半径为R的圆周运动.运动过程中，小球受到空气阻力的作用，在某一时刻小球通过轨道最低点时绳子的拉力为7mg，此后小球继续作圆周运动，转过半个圆周恰好通过最高点，则此过程中小球克服阻力所做的

7、功为多少。例3.一质量为500t的机车，以恒定功率375kW由静止出发，经过5min，速度达到最大值54km/h，设机车所受阻力f恒定不变，g取10m/s2；试求：⑴机车受到的阻力f大小；⑵机车在这5min内行驶的路程。解⑴已知P0=375kW＝3.75×105WVmax＝54km/h＝15m/s根据P0=FVmax时F＝f则P0=fVmax机车受到的阻力f＝＝＝2.5×104N⑵机车在这5min内，牵引力为变力F做正功，阻力做负功，重力、弹力不做功。根据P0=牵引力做功WF＝P0×t根据动能定理：P0×t－f×S＝EK1－EK0EK0＝

8、0EK1＝mVmax2P0×t－f×S＝mVmax2－0机车在这5min内行驶的路程：S＝（P0×t－mVmax2）/fS＝（3.75×105×5－60＋0.5×5×105×152）/2.5×