第3節動能定理 1

2022-12-04 00:18:06 字數 2201 閱讀 2460

學習目標

1,理解動能的概念

2,理解動能定理,會用動能定理解決相關的問題

自學指導:

閱讀並理解下述知識點,時間約6分鐘,之後檢測例1-4,檢查自己的理解情況,把疑問與同學、老師交流。

一、動能

1.動能的定義:物體由於運動而具有的能。

2.數學表達:。 動能的單位:焦耳,符號:__j__。動能是標量。

3.對動能的理解

(1)動能是乙個狀態量,它與物體的運動狀態對應.

(2)動能是標量.只有大小,沒有方向,而且物體的動能總是大於等於零,不會出現負值.

二、動能定理

1.動能定理的內容:外力對物體做的總功等於物體動能的變化

2.數學表達:

3.理解:

①物理意義:動能定理實際上是乙個質點的功能關係,揭示了外力對物體所做的總功與物體動能變化之間的關係,即外力對物體做的總功對應著物體動能的變化,變化的大小由做功的多少來決定。

②動能定理雖然是在物體受恒力作用,沿直線做勻加速直線運動的情況下推導出來的,但是對於外力是變力或物體做曲線運動,動能定理都成立,

③動能定理提供了一種計算變力做功的簡便方法。功的計算公式w=fscosa只能求恒力做的功,不能求變力的功,而由於動能定理提供了乙個物體的動能變化△ek與合外力對物體所做功具有等量代換關係,因此已知(或求出)物體的動能變化△ek,就可以間接求得變力做功。

④應用動能定理解題的優點:

動能定理對應的是乙個過程,只涉及物體初、末狀態的動能和整個過程中合外力的功,無需注意其中運動狀態變化的細節,且涉及的功和能均為標量無方向性,計算十分方便,因而當遇到不涉及加速度和時間而涉及力、位移、質量、速度、功和動能等物理量大小的力學問題時,優先考慮用動能定理。用動能定理求解一般比用牛頓第二定律和運動學公式求解來得簡便,甚至還能解決牛頓定律和運動學公式難以解決的問題,動能定理解題優於動力學方法,是解決力學問題的重要方法。

4.應用動能定理解決問題的一般方法:

①明確研究物件;②明解研究過程;③抓住過程初末狀態的動能;④分析過程受力,並求得過程的總功;⑤根據動能定理列出方程,並進行求解。

例1.下列說法中,正確的是

a.物體的動能不變,則其速度也一定不變 b.物體的速度不變,則其動能也不變

c.物體的動能不變,說明物體的運動狀態沒有改變

d.物體的動能不變,說明物體所受的合外力一定為零

例2.關於運動物體所受的合外力、合外力做功和動能變化的關係,下列說法中正確的是( )

a. 如果物體所受的合外力為零,那麼合外力對物體做的功一定為零

b. 如果合外力對物體所做的功為零,則合外力一定為零

c. 物體在合外力作用下作變速運動,動能一定變化

d. 物體的動能不變,所受的合外力必為零

例3、一物體在水平恒力f作用下,在水平面上由靜止開始運動,位移s時撤去f,物體繼續沿原方向前進距離3s後停止運動。如果路面情況相同,則摩擦力和物體的最大動能是( )

ab、;

cd、;

例4、如圖所示,物體在離斜面底端4m處由靜止滑下,若動摩擦因數均為0.5,斜面傾角37°,斜面與平面間由一段圓弧連線,求物體能在水平面上滑行多遠?

當堂訓練

1.關於對動能的理解,下列說法中正確的是( )

a.動能是普遍存在的機械能的一種基本形式,凡是運動物體都有動能

b.動能總是正值,但對於不同的參照系,同一物體的動能大小是不同的

c.一定質量的物體,動能變化時,速度一定變化,但速度變化時,動能不一定變化

d.動能不變的物體,一定處於平衡狀態

2.質點在恒力作用下,從靜止開始做勻加速直線運動,則質點的動能是( ).

a.與它的位移成正比。 b.與它的位移平方成正比。

c.與它的運動時間成正比。 d.與它的運動時間的平方成正比。

3.一人用力踢質量為1kg的皮球,使球由靜止以10m/s的速度飛出,假定人踢球瞬間對球的平均作用力是200n,球在水平方向運動了20m後停下來,那麼人對球作的功為( )

a.50jb.200jc.400jd.500j

4、如圖所示,一質量為2kg的鉛球從離地面2 m高處自由下落,陷入沙坑2cm深處,求沙子對鉛球的平均阻力。(g取10m/s2)

5、(選做)如圖所示,質量m=1 kg的木塊靜止在高h=1.2 m的平台上,木塊與平台間的動摩擦因數μ=0.2.

用水平推力f=20 n,使木塊產生位移s1=3 m時撤去,木塊又滑行s2=1 m時飛出平台.求木塊落地時速度的大小. (g取10m/s2)。

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