对“动能定理”的学习指导.ppt

3 对 动能定理 的学习指导动能定理是力的空间积累作用规律 在不涉及加速度和时间时 能用牛顿定律加运动学公式解的问题 都能用动能定理解题 而且更简便 另外 动能定理还适用于非匀变速运动 合外力做的功等于物体动能的变化 这里的合外力指物体受到的所有力 包括重力 运用动能定理解题的关键 分清楚哪些力对物体做功 做正功还是做负功 技巧 应用动能定理解多过程问题时可把多过程看成整体列方程 更简便 应用动能定理解题步骤 1 确定研究对象和研究过程 2 对研究对象进行受力分析 周围物体施予研究对象的所有的力 3 写出合外力做的功 或分别写出各个力做的功 如果研究过程中物体受力情况有变化 要分别写出该力在各个阶段做的功 4 写出物体的初 末动能 5 列式求解 例题 1 某地强风的风速约为v 20m s 设空气密度 1 3kg m3 如果把通过横截面积 20m2风的动能全部转化为电能 则利用上述已知量计算电功率的公式应为P 大小约为 W 取一位有效数字 Ek P 2 物体从高出地面H处由静止开始自由下落 不计空气阻力 落至地面进入沙坑 物体在沙坑中向下移动距离h后停止运动 求物体在沙坑中运动时受到的平均阻力是其重力的多少倍 mg H h fh 0 0 例3 斜面倾角为 长为L 段AB光滑 BC段粗糙 质量为m的木块从斜面顶端无初速下滑 到达C端时速度刚好为零 求物体和BC段间的动摩擦因数 分析 以木块为对象 下滑全过程用动能定理 重力做的功为摩擦力做的功为 支持力不做功 初 末动能均为零 由动能定理可解得 点评 用动能定理比用牛顿定律和运动学方程解题方便得多 4 质量为m的小球从静止落下 设空气阻力的大小始终是小球重力的k倍 k 1 小球与地面的碰撞无机械能损失 求小球往复运动直到停止的全过程中通过的路程和发生的位移 mgh kmgs 0 0S h k小结 重力做功和阻力做功的特点 例5 已知奔跑中主要的功是随着每迈一步对腿的加速和减速完成的 腿离开地面时 腿从静止直到接近等于身体速率v 然后再回静止状态 往复循环 现考虑一个以5m s奔跑的60kg的人 他每条腿的质量为9kg 设步子长度为2m 求两腿的输出功率 再设肌肉的效率仅约0 25 求每秒人的能量消耗 分析 在上升过程中腿部肌肉做的功等于腿的动能变化 即 在腿回到静止的过程中 拮抗肌也要做等量的功 所以每迈一步 腿肌做功等于 6 质量为m 3000t的火车 在恒定的额定功率下由静止出发 运动中受到一个恒定不变的阻力作用 经过103s 行程12km后达到最大速度72km h 求列车的额定功率和它所受的阻力 Pt fs P fvmP fvm 1 5 106 w 7 总质量为M的列车 沿水平直轨道匀速前进 其末节车厢质量为m 中途与前面的车厢脱钩 司机发觉时 机车已行驶了s0距离 于是立即关闭油门 除去牵引力 设运动的阻力与车的重力成正比 机车的牵引力是恒定的 当列车的两部分都停止 它们间的距离是多少 对车头kMgs0 k M m gs1 0 对脱钩车厢 Kmgs2 0 6 子弹打木块例小结 用动能定理解题的关健是选定研究对象和找准物理过程作业 P144练习题三5 6 7