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1、第二节动能定理及其应用,一、动能 1定义：物体由于 而具有的能叫做动能。物体的动能跟物 体的 和 都有关系，物体的 越大， 越大，它的动能就越大。 2公式：Ek 。 3单位：与功的单位 ，在国际单位制中都是 。 4矢标性：动能是 ，只有正值。 5动能是状态量，动能的变化量是 量。,运动,速度,质量,速度,质量,相同,焦耳,标量,过程,1关于物体的动能，下列说法中正确的是() A物体速度变化，其动能一定变化 B物体所受的合外力不为零，其动能一定变化 C物体的动能变化，其运动状态一定发生改变 D物体的速度变化越大，其动能一定变化也越大 【解析】 A选项中若速度的方向变化而大小不变，则其动能不变化，
2、故A错。B选项中物体受合外力不为零；只要速度大小不变，其动能就不变化，如匀速圆周运动中，物体合外力不为零，但速度大小始终不变，动能不变。C选项中，物体动能变化，其速度一定发生变化，故运动状态改变，C选项正确。D选项中，,物体速度变化若仅由方向变化引起时，其动能可能不变，如匀速圆周运动中，速度变化，但动能始终不变，故D错。 【答案】 C,二、动能定理,动能变化,增加,减少,曲线运动,变力做功,不同时作用,2人骑自行车下坡，坡长l500 m，坡高h8 m，人和车总质量为100 kg，下坡时初速度为4 m/s，人不踏车的情况下，到达坡底时车速为10 m/s，g取10 m/s2，则下坡过程中阻力所做的
3、功为 () A4 000 JB3 800 J C5 000 J D4 200 J 【解析】 对人和车组成的系统，下坡过程中合外力的功等于动能的变化量。mghWf ，得Wf3 800 J。 【答案】 B,对动能定理的理解,1动能定理的计算式为标量式，计算外力对物体做的总功时，应明确各个力所做功的正负，然后求所有外力做功的代数和；求动能变化时，应明确动能没有负值，动能的变化为末动能减初动能。 2位移和速度必须是相对于同一个参考系的，一般以地面为参考系。 3动能定理应用广泛，直线运动、曲线运动、恒力做功、变力做功、同时做功、分段做功各种情况均适用。 4动能定理既适用于一个持续的过程，也适用于分段过程
4、。,5动能定理公式中等号的意义 等号表明合力做的功与物体动能的变化间的三个关系。 (1)数量相等，即通过计算物体动能的变化，求合力的功，进 而求得某一力的功。 (2)单位相同，都是焦耳。 (3)因果关系，合外力做功是物体动能变化的原因。,【解题切点】 求解功的方法定义，动能定理，能量转化。 【答案】 D,1.质量为m的小球被系在轻绳一端，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，如图所示，运动过程中小球受到空气阻力的作用。设某一时刻小球通过轨道的最低点，此时绳子的张力为7mg，在此后小球继续做圆周运动，经过半个圆周恰好能通过最高点，则在此过程中小球克服空气阻力所做的功是(),【答案】 C,1应用动能定
5、理的基本步骤 选取研究对象，明确它的运动过程。 分析研究对象的受力情况和各力的做功情况，然后求各个 外力做功的代数和。 明确物体在过程的始末状态的动能Ek1和Ek2。 列出动能定理的方程W合Ek2Ek1及其他必要的解题方 程，进行求解。,动能定理的应用,2应用动能定理应该注意的问题 明确研究对象和研究过程，找出始、末状态的速度情况。 要对物体进行正确的受力分析(包括重力、弹力等)，明确各力做功的大小及正、负情况。 有些力在运动过程中不是始终存在的，若物体运动过程中包含几个物理过程，物体运动状态、受力情况等均发生变化，则在考虑外力做功时，必须根据不同情况，分别对待。 若物体运动过程中包含几个不同
6、的物理过程，解题时，可以分段考虑，也可视为一个整体过程，根据动能定理求解。,如图所示，质量为M0.2 kg的木块放在水平台面上，台面比水平地面高出h0.20 m，木块离台的右端L1.7 m。质量为 m0.10M的子弹以v0180 m/s的速度水平射向木块，当子弹以 v90 m/s 的速度水平射出时，木块的速度为v19 m/s(此过程作用时间极短，可认为木块的位移为零)。若木块落到水平地面时的落地点到台面右端的水平距离为l1.6 m，求： (1)木块对子弹所做的功W1和子弹对木块所做的功W2； (2)木块与台面间的动摩擦因数。,【解题切点】 对不同的物体在不同的阶段分别应用动能定理，所以要恰当选
7、取研究对象及其运动过程。,【答案】 (1)243J8.1J(2)0.50,【发散思维】 (1)木块对子弹所做的功W1和子弹对木块所做的 功W2的代数和并不为零，原因是：功是力对位移的积累，相互 作用力大小相等，但位移大小不相等。 (2)一般不对系统用动能定理。在子弹穿过木块阶段，子弹和木 块间的一对摩擦力做的总功为负功。如果对系统在全过程用动 能定理，就会把这个负功漏掉。,2如图所示，物体在离斜面底端 4 m处由静止滑下，若动摩擦因数均为0.5，斜面倾角为37，斜面与平面间由一小段圆弧连接，求物体能在水平面上滑行多远？ 【解析】 物体在斜面上受重力mg、支持力FN1、摩擦力F1的作用，沿斜面加
8、速下滑(由计算可知重力沿斜面向下的分力大于滑动摩擦力)到水平面后，在摩擦力F2作用下做减速运动，直至停止。,对物体在斜面上和平面上时分别进行受力分析，如图所示，知下滑阶段有 FN1mgcos 37，故F1FN1mgcos 37。 由动能定理有,【答案】 1.6 m,1关于动能的理解，下列说法正确的是() A动能是机械能的一种表现形式，凡是运动的物体都具有动能 B动能总为正值 C一定质量的物体动能变化时，速度一定变化，但速度变化时，动能不一定变化 D动能不变的物体，一定处于平衡状态 【解析】 根据动能、机械能定义可知，A正确；动能可以为零，B错误；动能是标量，速度是矢量，C正确；匀速圆周运动的物
9、体动能不变，而处于非平衡状态，D错误。 【答案】 AC,2下列关于运动物体所受合外力做的功和动能变化的关系 正确的是() A如果物体所受合外力为零，则合外力对物体做的功一定 为零 B如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一定为零 C物体在合外力作用下做变速运动，动能一定发生变化 D物体的动能不变，所受合外力一定为零 【解析】 根据动能定理可知，A正确。 【答案】 A,3.如图所示，质量 m1 kg、长L0.8 m的均匀矩形薄板静止在水平桌面上，其右端与桌子边缘相平。板与桌面间的动摩擦因数 0.4。现用F5 N的水平力向右推薄板，使它翻下桌子，力F做的功至少为(g 取 10 m/s2)() A1
10、 JB1.6 JC2 JD4 J 【解析】 分析可知要将薄板的中心运动到桌子边缘。 根据动能定理，WFmg 0 解之得：WF1.6 J。 【答案】 B,4.质量为1 kg 的物体以某一初速度在水平面上滑行，由于摩擦阻力的作用，其动能随位移变化的图线如图所示，g取10 m/s2，则以下说法中正确的是() A物体与水平面间的动摩擦因数为0.5 B物体与水平面间的动摩擦因数为0.2 C物体滑行的总时间为4 s D物体滑行的总时间为2.5 s,【答案】 C,5.如图所示，小球从高为h的斜面上的A点由静止开始滑下，经B点在水平面上滑到C点而停止，现在要使物体由C点沿原路回到A点时速度为零，那么必须给小球以多大的初速度？(设小球经过B点处无能量损失),