2020年高中物理学案(新人教必修二)7.7《动能和动能定理》2.docx
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1、七、动能和动能定理 【要点导学】1、物体由于_而具有的能叫做动能,计算公式为_,式中速度v为物体的对_运动速度,依据公式可知,动能恒大于或等于零。2、物体的动能变化是由_打算的,反映这一规律的定理叫_,其表达式为_。当_对物体做正功时,物体的动能将增加,说明_是物体运动的动力;当_对物体做负功时,物体的动能将减小,说明_是物体运动的动力;假如_对物体不做功(例如匀速圆周运动的向心力),物体的_就不变化。动能定理指出了物体动能变化的打算因素,因此计算物体的动能变化时,必需从_做功的角度来思考,尤其是在计算变力做功时,一般都选用_处理。3、动能定理是无条件适用的,它是力学中的重要定理,应用动能定理
2、的一般步骤为:确定争辩对象,明确它的运动过程;正确的_是应用动能定理的前提,由于涉及合外力做功,必需正确进行_,假如消灭少力或力方向错误等,则整个问题的解答已经错误;正确推断各个力的_状况,什么力做功?什么力不做?什么力做正功?什么力做负功?正确的状态分析,由于动能定理中需要物体初末状态的动能值,因此必需正确分析清楚处末状态的运动状况;依据W总=mv22/2mv12/2列方程求解;写好答案(必要时对答案进行争辩)。 范例精析例1 如图所示,在光滑的平台上有一质量为6kg的物体,开头处于静止状态,当人拉紧绳子以5m/s的速度匀速从B点运动到A点。已知OB=3m,AB=4m。求此过程中人对物体所做
3、的功。解析 确定争辩对象为水平面上的物体;物体受到重力、平台的支持力、绳子的拉力;重力和平台的支持力都不对物体做功,绳子拉力对物体做正功(但绳子拉力大小未知);物体的速度由零增加到5m/s;依据W总=mv22/2mv12/2列方程为W总= W拉mv22/2mv12/26(54/5)2/20=48J答:此过程中人对物体所做的功为48J。 拓展 本题中绳子的拉力应为变力(可以依据速度分解原理自行证明,物体将做变速运动),通常状况下,计算变力做功时,一般多是用动能定理求。例如:一质量为2kg的铅球从离地面2m高处自由下落,陷入砂坑中2cm深处,求砂子对铅球的平均阻力。 例2 一列车的质量是5105k
4、g,在平直的轨道上以额定功率3000kW加速行驶,当速度由10m/s加速到可能达到的最大速率30m/s时,共用了3min,则在这段时间内列车前进的距离是多少?(假设地面及空气给汽车的阻力为恒力) 解析 确定争辩对象为水平面上的汽车;汽车受到重力、地面的支持力、地面给的牵引力(静摩擦力);地面滚动摩擦力及空气给的滑动摩擦阻力总计为f(如图所示);地面给的牵引力对汽车做正功(但为变力做功);阻力f对汽车做负功,其余力均不做功;汽车的速度由10m/s增加到30m/s;依据W总=mv22/2mv12/2列方程为Pt-fs=m(v22-v12)/2当列车达到最大速率时以vm匀速行驶,f =P/ vm=1
5、105N,代入数据得s=3400m 拓展 涉及机车功率问题时,首先要区分是牵引力不变还是牵引力做功的功率不变,即要确定机车的运动模式,不同的模式,其运动规律是不同的,本例中由于列车功率不变,列车在做变加速度运动,因此不满足匀变速运动规律。本题的常见错误是认为列车的牵引力是恒力,从而应用牛顿其次定律求出加速度,在依据运动学公式求出列车运动的位移。或利用平均速度公式来计算位移。例3质量为m的物体在水平地面上以肯定的初速度滑行,若物体与地面之间的动摩擦因数为,在开头阶段受到与初速同方向的水平推力F1作用前进S1位移,接着以同方向的水平推力F2作用进S2位移,然后撤除外力,物体再前进S3位移后停止。求
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