《动能和动能定理》学案
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约2880字。
7.4动能和动能定理
主要内容:
一、动能
1.定义:
2.定义式:
3.单位:在国际单位制中是 。
4.动能是状态量,对于给定的物体(m一定),某状态下的速度的大小决定了该状态下的动能,动能与速度的方向无关。
5.动能是标量。只有大小,没有方向,且总大于(v≠0时)或等于零(v=0时),不可能小于零(无负值)。
6.动能是相对量(因速度是相对量),参考系不同,速度就不同,所以动能也不同,一般来说都以地面为参考系。
二、动能的变化(又称动能的增量)
动能的变化:
【例1】火车的质量是飞机的llO倍,而飞机的速度是火车的12倍,动能较大的是_______。两个物体质量之比为100:1,速度之比为1:100,这两个物体的动能之比为__________。
【例2】一个物体的速度从0增加到v,再从v增加到2v,前后两种情况下,物体动能的增加量之比为___________。
【例3】质量为m=2 kg的物体,在水平面上以v1=6 m/s的速度匀速向西运动,若有一个F=8 N方向向北的恒力作用于物体,在t=2 s内物体的动能增加了 ( )
A.28 J B.64 J C.32 J D.36 J
三、动能定理
(1)推导:
(2)内容:
(3)表达式:
(4)理解:
①物理意义:揭示了合外力对物体做的总功与物体动能变化之间的关系,即物体动能变化的大小由总功的多少来决定。
②不论外力是否为恒力,也不论物体是否做直线运动,动能定理都成立。
③动能定理提供了一种计算变力做功的简便方法。动能变化△Ek与总功具有等量代换关系。
④它描述了力作用一段位移(空间积累)的效果——产生动能变化。
⑤应用动能定理解题的优点:
【例4】关于功和物体动能变化的关系,不正确的是( )
A.只要有动力对物体做功,物体的动能就增加。
B.只要物体克服阻力做功,它的动能就减少。
C.外力对物体做功的代数和等于物体的末动能与初动能之差。
D.动力和阻力都对物体做功,物体的动能一定变化。
【例5】如图所示,汽车在拱型桥上由A匀速率地运动到B,以下说法正确的是( )
A.牵引力与摩擦力做的功相等。
B.牵引力和重力做的功大于摩擦力做的功。
C.合外力对汽车不做功。
D.重力做功的功率保持不变。
四、应用动能定理解题的一般步骤
(1)恰当选取研究对象。
(2)对研究对象进行受力分析,画出受力图。
(3)分析研究对象的运动过程,确定初、末状态。
(4)求出从初状态到末状态的过程中各力对研究列象所做的合功。
(5)计算研究对象从初状态到末状态的动能增量。
(6)建立动能定理方程、解方程、作必要的讨论。
【例6】质量m=50kg的物体,原/s,受到一个与运动方向相同的力F=4N的作用,发生的位移s=2m,物体的末动能是多大?
【例7】质量是2g的子弹,以300m/s的速度水平射入厚度是5cm的木板,射穿后的速度是100m/s.子弹在射穿木板的过程中所受的平均阻力是多大。
【例8】.质量为m的滑块,由仰角θ=37°的斜面底端A点沿斜面上滑,如图所示,已知滑块在斜面底时初速度V0=4m/s,滑块与接触面的动摩擦因数均为0.2,且斜面足够长,求滑块最后静止时的位置。
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