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时间:2020-11-04
《沪教版高中物理必修二第3讲:动能定理(教师版)——公主坟陈亚光.doc》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、动能定理____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1.理解动能定理的分析过程。2.学会运用动量定理功能关系解决综合性问题。动能定理1.动能定理:作用在物体上的合外力的功等于物体动能的变化,WEEE.k2k1k(1)动能定理的表达式是标量式.(2)动能定理中的初末速度v、v是相对同一参考
2、系的速度.12(3)动能定理可以应用于单一物体,也可以用于能够看成单一物体的物体系.(4)动能定理适用于物体的直线运动、曲线运动、恒力做功、变力做功.力可以是各种性质的力,既可以同时作用,也可以分段作用,只要求出在作用过程中各力做功的多少和正负即可,这些正是应用动能定理解题的优越性所在.(5)若物体的运动过程包含几个不同过程,那么可以分段应用动能定理,也可把全过程作为一个整体来处理.(6)动能定理中的力包含了物体所受到的所有外力,包含了所有性质的力.若对一个整体使用动能定理,一定要分清哪些力是内力,哪些力是外力.(7)一个物体的动能变化E与合外力对物体所做功W具有等量代换
3、关系,据此可以计算变力做功.k2.功能关系1(1)功是能量转化的量度,做功的过程就是能量转化的过程,做了多少功,就有多少能量发生了变化,不同形式的能的变化对应着不同力的功.例如,动能的变化要用合力的功(所有力做功的代数和)来量度,重力势能的变化要用重力的功来量度,电势能的变化要用电场力的功来量度,机械能的变化要用除重力之外的力的功来量度,等等.(2)常见的几种功能关系①一个物体的动能变化E与合外力对物体所做的功W有等量代换关系,这种等量代换关系为计算k变力做功提供了一种简便的方法.②重力做功大小与重力势能改变量相等.重力做正功,重力势能减小;重力做负功,重力势能增大.③弹
4、力做功大小与弹性势能改变量相等.弹力做正功,弹性势能减小;弹力做负功,弹性势能增大.④重力和弹力之外的力对物体做的功等于物体机械能的变化.⑤摩擦力做功与能量转化.静摩擦力做功过程中,只有机械能的相互转移,没有机械能转化为其它形式的能;一对滑动摩擦力所做的总功是系统由于摩擦力做功而损失的机械能.类型一:功能关系例1.如图所示,质量为m的物块与转台之间的动摩擦因数为μ,物体与转轴相距R,物块随转台由静止开始转动,当转速增加到某值时,物块即将在转台上滑动,此时转台已开始做匀速运动,在这一过程中,摩擦力对物体做的功为A.0B.2πμmgRC.2μmgRD.μmgR/22v121解析
5、:当物块随转台匀速运动时,μmg=m知,mv=μmgR.由动能R22112定理知:摩擦力Ff的功Wf=mv-0=μmgR.22答案:D类型二:运用动能定理解决圆周运动问题例2.如图所示,在一个光滑水平面的中心开一个小孔O,穿一根细绳,在其一端系一小球,另一端用力F向下拉着,使小球在水平面上以半径r做匀速圆周运动,现慢慢增大拉力,使小球运动半径r逐渐减小,当拉力由F变为8F时,小球运动半径由r变成,在此过2程中,拉力对小球做的功为A.0B.FrC.4.5FrD.1.5Fr解析:由向心力公式得22vF=1①mr2v2m8F=1②r2由动能定理得1212W=mv2mv1③22由
6、①②③求得W=1.5Fr答案:D类型三:动能定理平抛结合问题例3.(2014·福建卷Ⅰ)图为某游乐场内水上滑梯轨道示意图,整个轨道在同一竖直平面内,表面粗糙的AB段轨道与四分之一光滑圆弧轨道BC在B点水平相切.点A距水面的高度为H,圆弧轨道BC的半径为R,圆心O恰在水面.一质量为m的游客(视为质点)可从轨道AB的任意位置滑下,不计空气阻力.(1)若游客从A点由静止开始滑下,到B点时沿切线方向滑离轨道落在水面上的D点,OD=2R,求游客滑到B点时的速度vB大小及运动过程轨道摩擦力对其所做的功Wf;(2)若游客从AB段某处滑下,恰好停在B点,又因受到微小扰动,继续沿圆弧轨道滑到
7、P点后滑离轨道,求P点离水面的高度h.(提示:在圆周运动过程中任一点,质点所受的向心力与其速率的关系为F向=2vm)R解析:(1)游客从B点做平抛运动,有2R=vBt①12R=gt②2由①②式得vB=2gR③从A到B,根据动能定理,有12mg(H-R)+Wf=mvB-0④2由③④式得Wf=-(mgH-2mgR)⑤(2)设OP与OB间夹角为θ,游客在P点时的速度为vP,受到的支持力为N,从B到P由机械能守恒定律,有12mg(R-Rcosθ)=mvP-0⑥22vP过P点时,根据向心力公式,有mgcosθ-N=m⑦RN=
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