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《高中物理 第3章 動能的變化與機械功 3_3 動能定理的應用教學案 滬科版必修2》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、3.3 動能定理的應用[學習目標] 1.能靈活運用合力做功的兩種求法.2.會用動能定理分析變力做功、曲線運動以及多過程問題.3.熟悉應用動能定理的步驟，領會應用動能定理解題的優(yōu)越性.一、研究汽車的制動距離應用動能定理分析問題，只需考慮物體初、末狀態(tài)的動能與所做的功，而不必考慮物體的加速度和時間，因而往往比用牛頓運動定律和運動學規(guī)律更簡便.例1 質(zhì)量為m的汽車正以速度v0運動，司機踩下剎車閘，經(jīng)過位移s后汽車停止運動，若阻力為f，則汽車的制動距離與汽車的初速度的關系如何？答案 解析 由動能定理得：－fs＝0
2、－mv得：s＝(1)在f一定的情況下：s∝mv，即初動能越大，位移s越大.(2)對于給定汽車(m一定)，若f相同，則s∝v，即初速度越大，位移s就越大.若水平路面的動摩擦因數(shù)μ一定，則s＝＝.二、合力做功與動能變化非常感謝上級領導對我的信任，這次安排我向股份公司述職，既是對我履行職責的監(jiān)督，也是對我個人的關心和愛護，更是對**百聯(lián)東方商廈有限公司工作的高度重視和支持。1.合力做功的求法(1)一般方法：W合＝W1＋W2＋…(即合力做的功等于各力對物體做功的代數(shù)和).對于多過程問題總功的計算必須用此方法.(2
3、)多個恒力同時作用下的勻變速運動：W合＝F合scosα.2.合力做功與動能的變化的關系合力做功與動能的變化滿足動能定理，其表達式有兩種：(1)W1＋W2＋…＝ΔEk.(2)W合＝ΔEk.例2 如圖1所示，利用斜面從貨車上卸貨，每包貨物的質(zhì)量m＝20kg，斜面傾角α＝37°，斜面的長度s＝0.5m，貨物與斜面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，求貨物由靜止開始滑到底端的動能.(取g＝10m/s2)圖1答案 見解析解析 方法一 斜面上的貨物受到重力G、斜面支持力N和摩擦力f共三個力的作用，如圖所示.貨物位移的方向沿斜面
4、向下.可以用正交分解法，將貨物所受的重力分解到與斜面平行的方向和與斜面垂直的方向.可以看出，三個力中重力和摩擦力對貨物做功，而斜面支持力對貨物沒有做功.其中重力G對貨物做正功W1＝mgssin37°＝20×10×0.5×0.6J＝60J支持力N對貨物沒有做功，W2＝0摩擦力f對貨物做負功W3＝(μmgcos37°)scos180°＝－0.2×20×10×0.8×0.5J＝－16J所以，合外力做的總功為W＝W1＋W2＋W3＝(60＋0－16)J＝44J由動能定理W＝Ek2－Ek1(其中Ek1＝0)知貨物滑到
5、底端的動能Ek2＝W＝44J.方法二 若先計算合外力再求功，則合外力做的功W＝F合s＝(mgsin37°－μmgcos37°)s＝(20×10×0.6－0.2×20×10×0.8)×0.5J＝44J同樣可以得到貨物到底端時的動能Ek2＝44J三、利用動能定理求變力的功非常感謝上級領導對我的信任，這次安排我向股份公司述職，既是對我履行職責的監(jiān)督，也是對我個人的關心和愛護，更是對**百聯(lián)東方商廈有限公司工作的高度重視和支持。1.動能定理不僅適用于求恒力做功，也適用于求變力做功，同時因為不涉及變力作用的過程分析
6、，應用非常方便.2.利用動能定理求變力的功是最常用的方法，當物體受到一個變力和幾個恒力作用時，可以用動能定理間接求變力做的功，即W變＋W其他＝ΔEk.例3 如圖2所示，質(zhì)量為m的小球自由下落d后，沿豎直面內(nèi)的固定軌道ABC運動，AB是半徑為d的光滑圓弧，BC是直徑為d的粗糙半圓弧(B是軌道的最低點).小球恰能通過圓弧軌道的最高點C.重力加速度為g，求：圖2(1)小球運動到B處時對軌道的壓力大小.(2)小球在BC運動過程中，摩擦力對小球做的功.答案 (1)5mg (2)－mgd解析 (1)小球下落到B點的過
7、程由動能定理得2mgd＝mv2，在B點：N－mg＝m，得：N＝5mg，根據(jù)牛頓第三定律：N′＝N＝5mg.(2)在C點，mg＝m.小球從B運動到C的過程：mv－mv2＝－mgd＋Wf，得Wf＝－mgd.針對訓練 如圖3所示，某人利用跨過定滑輪的輕繩拉質(zhì)量為10kg的物體.定滑輪的位置比A點高3m.若此人緩慢地將繩從A點拉到B點，且A、B兩點處繩與水平方向的夾角分別為37°和30°，則此人拉繩的力做了多少功？(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，不計滑輪的摩擦)圖3非常感謝上級領導
8、對我的信任，這次安排我向股份公司述職，既是對我履行職責的監(jiān)督，也是對我個人的關心和愛護，更是對**百聯(lián)東方商廈有限公司工作的高度重視和支持。答案 100J解析 取物體為研究對象，設繩的拉力對物體做的功為W.根據(jù)題意有h＝3m.物體升高的高度Δh＝－.①對全過程應用動能定理W－mgΔh＝0.②由①②兩式聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得W＝100J.則人拉繩的力所做的功W人＝W＝100J.四、利用動能定理分析多過程問題一個物體的運動如果包含多個
