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第七章 机械能守恒定律;1.知道动能的符号、单位和表达式,会根据动能的表达式计算运动物体的动能。
2.能用牛顿第二定律和运动学公式导出动能定理,理解动能定理的物理意义。
3.会用动能定理处理单个物体的有关问题,领会运用动能定理解题的优越性。
4.知道动能定理也可用于变力做功与曲线运动的情景,能用动能定理计算变力所做的功。;1.动能定义:物体由于_________而具有的能。
2.动能表达式Ek=__________。
3.动能的单位是___________,与功的单位相同。
4.动能的特点
(1)动能具有瞬时性,是_____________。
(2)动能具有相对性,选取不同的参考系,同一物体的动能一般不同,说到物体的动能,一般是指相对于____________。
(3)动能是______,只有大小,没有方向。;5.动能定理:力在一个过程中对物体做的功,等于物体在这个过程中__________________;如果外力做正功,物体的动能就__________,外力做负功,物体的动能就_____________;动能定理不仅适用于恒力做功和直线运动情况,也适用于_______做功和___________情况。
6.动能定理不涉及物体运动过程中的__________和__________,因此用动能定理处理问题比较简单。;1.做匀速圆周运动的物体动能怎样变化?
解答:不变。
2.一个过程中动能的变化是指“末动能”减“初动能”,还是“初动能”减“末动能”?
解答:“末动能”减“初动能”。
3.例题2中要求的汽车受到的阻力可能是变化的,那么用动能定理求出的是什么值?
解答:这段过程中阻力的平均值。;主题1:动能的表达式
问题:如图所示,给质量为m的物体施加一个恒力F,使物体在光滑的水平面上做匀加速直线运动,在物体发生位移l的过程中,力F对物体做功W,物体的速度由v1变为v2。;?;?;(2)①一个物体处于某种确定的运动状态时,它的动能就对应于某一确定值,所以动能是描述物体运动状态的一个物理量,因此,公式中v是瞬时速度,并且1 kg·(m/s)2=1 kg·(m/s2)·m=
1 N·m=1 J。
②由于速度是矢量,当只有速度的方向发生变化而大小不变时,动能不变;同理,动能不变时物体运动的速度可以发生变
化。为此,可以说速度变化时动能不一定发生变化,动能不变时速度可以发生变化,动能变化时速度一定发生变化。
③选择不同的参考系,物体的速度不同,动能也不同,动能具有相对性。;主题2:动能定理
问题:(1)根据以下情景①②③完成下表,你能从中得到什么结论?
①质量为1 kg的物体,在 =2 N的摩擦力的作用下在水平面上运动3 m 后,速度从4 m/s变为2 m/s。
②静止于粗糙水平面上的1 kg的物体,在水平拉力作用下匀加速前进,水平拉力F=2 N,物体与水平面间的动摩擦因数为0.1,物体在该力作用下运动了2 m,速度从0变为2 m/s。
③质量为1 kg的物体,在大小为F=7 N、方向平行于斜面的拉力作用下,沿倾角为37°的光滑斜面向上运动了2 m,速度从0变为
2 m/s。;情
景; (2)合外力对物体做正功时,物体的动能如何变化?做负功时动能又如何变化?物体的动能不变说明物体受到的合外力为零吗?;解答:(1);(2)合外力对物体做正功时,物体的动能增加;合外力对物体做负功时,物体的动能减少。物体的动能不变,只能说明合外力做的功为零,但合外力做功为零时物体受到的合外力却不一定为零。;主题3:动能定理的应用
问题:(1)应用动能定理解题的一般步骤是怎样的?
(2)比较应用动能定理与牛顿定律解题方法的异同,并完成下列表格。;?; 解答:(1)应用动能定理的解题步骤可归纳如下。
①确定研究对象和研究过程,并对研究对象进行受力分析。
②写出该过程中合外力做的功,或分别写出各个力做的功(注意功的正负)。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。
③写出物体的初、末动能。(注意动能增量是末动能减初动能)
④按照动能定理列式求解。
(2)动能定理与牛顿定律解题方法的比较如下表所示。;?;?;【解析】动能是标量,与速度的大小有关,而与速度的方向无关,B对。公式中的速度是相对于地面的速度,A对。一定质量的物体的动能变化时,速度的大小一定变化,但速度变化时,动能不一定变化,如匀速圆周运动,动能不变,但速度变化,故选项C正确,D错误。;?;3.一个质量为25 kg的小孩从高度为3.0 m的滑梯顶端由静止开始滑下,滑到底端时的速度为2.0 m/s。取g=10 m/s2,关于力对小孩做的功,下列结论正确的是( )。
A.合外力做功50 J B.阻力做功500 J
C.重力做功500 J D.支持力做功50 J;?;4.下列关于运
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