高三物理复习课件动能与动能定理.ppt

动能与动能定理 河北省景县中学 张书州 一、动能 1.定义 物体由于运动而具有的能量,叫动能. 动能的表达式: 2.对动能概念的理解和掌握 (1)动能是标量.物体的动能除与其质量有关外,再是和物体速度的大小有关.因此,根据某一物体动能的变化情况,我们只能确定其速度大小的变化情况,而不能判断其运动方向是否变化. (2)动能是状态量. 物体在某时刻的动能,与其在该时刻的运动状态相对应,它也只能反映其在该时刻运动能量状态. (3)动能是相对的.选择不同的参考系,物体运动速度的大小不同,所以其动能一般也不相同.在中学阶段,我们常选地面为参考系来研究问题. 3.动能的变化.动能的变化对应一个过程,在某过程中动能的变化量(增量)是指末动能与初动能的差值. 二、动能定理 1.内容 合外力所做的功等于物体动能的变化. 其表达式: 2.动能定理的意义 动能定理的意义就在于给定了改变物体动能的原因是合外力做功. 3.需要注意的几点 (1)动能定理一般用于处理力和运动的综合问题,无论是恒力问题、变力问题,还是直线运动问题、曲线运动问题. (2)合力功,可以是几个力在同一段位移中的功,也可以是一个力在几段位移中的功,还可以是几个力在几段位移中的功. 合功的求解方法:一种是先求出合外力，然 后求总功，表达式为 另一种是总功等于各力在各段位移中做功的代数和,即 4.解题思路 (1)选取研究对象.一般选取某一个物体或相对静止的多个物体做研究对象. (2)确定研究过程.研究过程可以是物体运动中的某一阶段,也可以是由物体运动的多个阶段所组成的全过程. (3)在确定的研究过程内,对研究对象进行力的分析和功的分析.在进行功的分析时,不但要分析哪些力做功,还要分析其做功性质. (4)确定研究对象的初、末动能及动能的变化.这里的初和末是相对所选取的研究过程来讲的. (5)应用动能定理列出相应关系式. 例题:如图所示,小滑块从斜面顶点A由静止滑至水平部分C点而停止.已知斜面高为h,滑块运动的整个水平距离为s,设转角B处无动能损失,斜面和水平部分与小滑块的动摩擦因数相同,求此动摩擦因数. 三、动能定理的应用 1.恒力做功问题 例:两辆汽车在同一平直路面上行驶,它们的质量之比m1:m2=1:2,速度之比v1:v2=2:1,两车急刹车后甲车滑行的最大距离为s1,乙车滑行的最大距离为s2,设两车与路面间的动摩擦因数相等,不计空气阻力,则 A.s1:s2=1:2 B.s1:s2=1:1 C.s1:s2=2:1 D.s1:s2=4:1 例:斜面倾角为α,长为L, AB段光滑,BC段粗糙,AB =L/3, 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μ. 2.变力做功问题 例:质量为500t的列车,以恒定功率沿平直轨道行驶,在3min内行驶1.45km速度由18km/h增加到最大速度54km/h,求机车的功率.(g=10m/s2) 解析:由于整个过程中列车所受的牵引力不断变化，因此加速度不是恒量，运动学中匀变速直线运动公式不能用，由动能定理得 W牵+W阻=1/2mv2m-1/2mv2……① 其中W阻=-fs, W牵是一个变力的功，但因该变力的功率恒定，故可用W=Pt计算,这样①式变为 Pt-fs=1/2mv2m-1/2mv2……② 又因达到最大速度时F=f故vm=P/f……③ 联立解得：P=600kW. 3.直线运动问题 例:在某市区内,一辆小汽车在平直的公路上以速度vA向东匀速行驶,一位观光游客正由南向北从斑马线上横过马路,汽车司机发现前方有危险(游客正在D处).经0.7s作出反应,紧急刹车,但仍将正步行至B处的游客撞伤,该汽车最终在C处停下,为了清晰了解事故现场,现以图模拟之: 为了判断汽车司机是否超速行驶，警方派一警车以法定最高速度vm=14.0m/s行驶在同一马路的同一地段，在肇事汽车的起始制动点A紧急刹车，经14.0m停下来，在事故现场测得AB=17.5m、BC=14.0m、BD=2.6m问 (1)该肇事汽车的初速 度vA是多大? (2)游客横过马路的速 度大小?(g取10m/s2) 解析(1)以警车为研究对象,由动能定理,得 -?mg·s=1/2mv2-1/2mv20 将v0=14.0m/s,s=14.0m,v=0,代入得?g=7.0m/s2 因为警车行驶条件与肇事汽车相同，所以肇事汽车的初速度 vA= =21m/s (2)肇事汽车在出事点B的速度 vB= =14m/s 肇事汽车通过AB段的平均速度 V平均=（vA+vB）/2=（21+14）/2=17.5m/s 肇事汽车通过AB段的时间 t2=AB/v平均=（