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人教版(2003)高中物理必修二第七章机械能守恒定律——动能和动能定理

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7动能和动能定理 1.理解动能的概念,知道动能的表达式。2.理解动能定理及其推导过程,知道动能定理的适用条件。3.掌握应用动能定理解题的步骤,并会用动能定理解题。(重点)(重点)(难点) 【探究一:动能的表达式】情景:在光滑水平面上,物体的质量为m,在与运动方向相同的恒定外力F的作用下发生一段位移l,速度由v1增加到v2。lABFv1v2 问题1:试用牛顿运动定律和运动学公式,推导力F对物体做功的表达式。由功的定义根据牛顿第二定律由运动学公式即联立可得 问题2:“”很可能是一个具有特殊意义的物理量,那到底有什么物理意义呢?“”与合外力做功有关,又与动能的基本特征一致把物理量叫做动能。当初速度为0时与上节实验结论一致 一、动能1.定义:物体由于运动而具有的能量叫做动能。2.表达式:3.单位:焦(J)4.说明:(1)动能是标量,只有大小没有方向。(2)动能只有正值,没有负值。(3)动能是状态量,具有瞬时性。(4)动能具有相对性。【探究归纳】 对应训练.(多选)下列几种情况中,甲、乙两物体的动能相等的是()A.甲的速度是乙的2倍,乙的质量是甲的2倍B.甲的质量是乙的2倍,乙的速度是甲的2倍C.甲的质量是乙的4倍,乙的速度是甲的2倍D.质量相同,速度大小也相同,但甲向东运动,乙向西运动CD 力(合外力)在一个过程中对物体所做的功,等于物体在这个过程中动能的变化,这个结论叫做动能定理。【探究二.探究合外力做功与动能变化的关系】【探究结论】【理论探究】 合外力的总功末状态动能初状态动能对应着一个过程某一过程(始末状态)状态量的变化量【探究归纳】 对动能定理的理解1.动能定理中的功是合外力做的总功总功的求法:(1)W合=F合lcos(为合外力与运动方向的夹角)(2)W合=W1+W2+…+Wn2.合外力做正功,动能增加;合外力做负功,动能减少。3.适用范围:既适用于直线运动,也适用于曲线运动;既适用于恒力做功,也适用于变力做功;既适用于单个物体,也适用于一个系统。【探究归纳】 对应训练.关于功和物体的动能变化的关系,不正确的说法是()A.有力对物体做功,物体的动能就会变化B.合力不做功,物体的动能就不变C.合力做正功,物体的动能就增加D.所有外力做功代数和为负值,物体的动能就减少A 对应训练.如图所示,在高为H的平台上以初速度v0抛出一质量为m的小球,不计空气阻力,当它到达离抛出点的竖直距离为h的B点时,小球的动能增量为()A.B.C.D.Dm 例题.一架喷气式飞机,质量m=5×103kg,当起飞过程中从静止开始滑跑的路程为l=5.3×102m时,达到起飞速度v=60m/s,在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的k倍(k=0.02),求飞机受到的牵引力。FN解题关键:应用动能定理求出合力做的功,进而求出合力、牵引力。答案: 【核心方法总结】应用动能定理解决问题的一般步骤(1)明确研究对象(2)选取运动过程,表述初、末动能(3)受力分析(4)求解总功:求解合外力做的功或各个力做功代数和(5)列动能定理方程(6)求解计算,检验结果 【互动探究】一辆质量为m,速度为v0的汽车,关闭发动机后在水平地面滑行了距离l后停下来,试求汽车受到的阻力。【规律总结】动能定理不涉及物体运动过程中的加速度和时间,而只与物体的初末状态有关,因此用它处理问题有时比较方便。解题关键:准确选取运动过程,确定初、末动能,准确表述合外力做功答案: 1.动能:物体由于运动而具有的能量。2.动能定理:合外力对物体做的总功,等于物体动能的变化。 1.(多选)一个小球从高处自由落下,则球在下落过程中的动能()A.与它下落的距离成正比B.与它下落距离的平方成正比C.与它运动的时间成正比D.与它运动时间的平方成正比AD BC2.(多选)如图所示是滑道压力测试的示意图,光滑圆弧轨道与光滑斜面相切,滑道底部B处安装一个压力传感器,其示数N表示该处所受压力的大小,某滑块从斜面上不同高度h处由静止下滑,通过B时,下列表述正确的有()A.N小于滑块重力B.N大于滑块重力C.N越大表明h越大D.N越大表明h越小解题关键:先应用动能定理求出B点速度,然后在B点受力分析,根据圆周运动规律列写牛顿第二定律方程。 3.(2015·海南高考)如图,一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置,轨道两端等高;质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下,滑到最低点Q时,对轨道的正压力为2mg,重力加速度大小为g。质点自P滑到Q的过程中,克服摩擦力所做的功为()A.B.C.D.【解析】选C。在Q点,FN-mg=,所以;由P到Q根据动能定理得mgR-Wf=mv2,解得Wf=mgR,故C正确。 FGFNFf4.汽车在水平的高速公路上做匀加速直线运动,通过100m的距离后,速度由10m/s增加到30m/s,汽车的质量为2×103kg,汽车前进时所受的阻力为车重的0.02倍,求汽车牵引力所做的功以及牵引力的大小。易错提醒:小心阻力做负功答案: 查看更多

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