動能定理的應用課件

1、3.3 動能定理的應用,1、掌握應用動能定理解決問題的步驟,2、會計算合力做的功,3、會用動能定理解決變力做功的問題,飛機起飛時，是不是只有牽引力對它做功呢？,答：不是，飛機受到的阻力也要對它做功,如何計算和確定動能的變化呢？,可以應用動能定理計算合力做的功，從而進一步確定動能的變化。,可見應用動能定理可以通過計算合力做的功來判斷動能的變化，同樣也可以根據(jù)動能的變化來判斷變力的做功問題，這節(jié)課就讓我們通過分析，加深對這些問題的認識。,

2、案例1 汽車的制動性能是衡量汽車性能的重要指標。在一汽車制動性能的測試中，司機踩下剎車閘，使汽車在阻力作用下逐漸停止運動。下表中記錄的是汽車以不同速率行駛時，制動后所經(jīng)過的距離。,研究汽車的制動距離,請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，分析以下問題：,1、為什么汽車的速率越大，制動的距離也越長？,2、讓汽車載上3名乘客，再做同樣的測試，制動距離會有變化嗎？試分析原因。,3、設汽車在以60km/h勻速行駛時制動，在表格中填上近似的值（車上沒有乘客）。說明

3、你分析的依據(jù)和過程。,解析：（1）以汽車為研究對象，進行受力分析，阻力可以認為是滑動摩擦力，由動能定理,可知，汽車的速率越大，制動距離s也越長,（2）由計算公式可知，制動距離s與質(zhì)量m無關，所以有乘客時不影響制動距離。,（3）由計算公式可知，制動距離s與速度的平方成正比，對比速率為10km/h時的情況得,小結(jié)：比例法是解決物理問題的常用方法，對于兩個完全相同的過程用這種方法求解比較方便。,合力做功與動能的變化：,案例2 一架質(zhì)量m=5

4、.0×103kg的噴氣式飛機，從靜止開始在機場的跑道上滑行，經(jīng)過距離s=5.3×102m，達到起飛速度v=60m/s。在這個過程中飛機受到的阻力是飛機所受重力的0.02倍。你能根據(jù)動能定理求出飛機滑行時受到的牽引力嗎？,解析：分析飛機起飛時的受力，如圖：,,,,,,,mg,FN,F牽,F阻,解法一：,牽引力對飛機做的功為,W牽=Fs,阻力對飛機做的功為,飛機動能的增量為,由動能定理得,解法二：,飛機受到的合外力,由動

5、能定理得,可見合力做功的求法可以分別求出各分力的功再去求和，也可以先求出合力，再求合外力做的功。,解法三：,飛機受到的合外力,由牛頓第二定律知,由運動學公式知,聯(lián)立可得,小結(jié)：牛頓運動定律和動能定理是物理學中常見的兩種思想方法，即從力的方面分析和從能量的角度分析。一般的情況下，如果分析的問題不涉及過程細節(jié)就用動能定理求解，涉及細節(jié)或運動時間的問題時就用牛頓運動定律求解。,由動能定理計算變力做功,通過前面的學習我們知道W=Fs只適用于恒力

6、做功，不能直接用于變力做功，所以解決變力做功問題常用微元法。微元法解題太麻煩，對于初末動能已知或容易求出的問題，也可以用動能定理來求做功。,案例分析：,用質(zhì)量為4.0kg的鐵錘，以5.0m/s的速度打擊放在鐵砧上燒紅的鐵塊，設擊中鐵塊后鐵錘即靜止。求鐵塊對鐵錘所做的功。,解析：鐵錘打擊鐵塊的過程中，力的大小是變化的，過程比較復雜，用牛頓定律很難解決。本題中只要求計算做功的多少，不求細節(jié)，所以可以用動能定理求解。以鐵錘為研究對象，在擊打

7、過程中鐵錘的位移很小，所以重力做的功完全可以忽略，則對鐵錘做功的力只有鐵塊對它的作用力，所以鐵塊對鐵錘做的功等于鐵錘動能的變化量。,通過對這些問題的分析，大家想一想應用動能定理解決實際問題的基本步驟是什么？,應用動能定理解題的步驟1、確定要解決的問題，確定研究對象。2、對研究對象進行受力分析，確定外力（合外力）對研究對象所做的功。3、明確研究對象在初末狀態(tài)的動能，以便確定動能增量。4、運用動能定理列出方程。,1、如圖所示，電梯質(zhì)

8、量為M，在地板上放置一質(zhì)量為m的物體，鋼索拉電梯由靜止開始向上加速運動，當電梯上升高度為H時，速度達到v，則下列說法正確的是：（ ）A、地板對物體的支持力所做的功等于B、地板對物體的支持力所做的功等于C、鋼索的拉力所做的功等于D、合力對電梯所做的功等于,,,,m,F,BD,解析：分析物體受力如圖,對物體由動能定理得,所以支持力做的功,對電梯由動能定理得,所以拉力做的功,2、某人從距地面25m高處水平拋出一小球，小球質(zhì)量10

9、0g，出手時速度大小為10m/s,落地時小球速度大小為16m/s，取g=10m/s2，試求：（1）人拋球時對小球做了多少功？（2）小球在空中運動時克服阻力做的功是多少？,,,V0,H,,V,人拋球：,球在空中：,解析：,代入數(shù)據(jù)得：W人=5J Wf=-17.2J,3、如圖所示，斜面的傾角為α，長為L，AB段光滑，BC段粗糙，且BC=2AB。質(zhì)量為m的木塊從斜面頂端無初速度下滑，到達C端時速度剛好減小到零。求物體和斜面BC段間的動

10、摩擦因數(shù)μ。,由動能定理,解析：,4、以10m/s的初速度豎直向上拋出一個質(zhì)量為0.5kg的物體，它上升的最大高度為4m，設空氣對物體的阻力大小不變，求物體落回拋出點時的動能。,,解析：,聯(lián)立可得,1、多個力做功的求解：,2、計算變力做功：,,求出各力做的功再求和,求出物體所受的合力再求合力做的功,只要求知道做功的多少，不求細節(jié)，用動能定理求解方便,3、應用動能定理解題的步驟,⑴確定要解決的問題，確定研究對象。⑵對研究對象進行受力分析