动能定理应用
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动能定理及其应用素养目标:1.理解动能、动能定理,会用动能定理解决一些基本问题。
2.能利用动能定理求变力做的功。
3.掌握解决动能定理与图像结合的问题的方法。
如图甲所示,足够长的水平传送带以某一恒定速率顺时针转动,一根轻弹簧两端分别与物块和竖直墙面连接,将物块在传送带左端无初速度释放,此时弹簧恰处于原长且为水平。
物块向右运动的过程中,受到的摩擦力大小与物块位移的关系如图乙所示,已知物块质量为m,物块与传送带间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,x0为已知量,则( )考点一 动能定理的理解和基本应用1.动能(1)定义:物体由于运动而具有的能量叫作动能。
(2)公式:E k=12m v2。
(3)单位:焦耳,1 J=1 N·m=1 kg·m2/s2。
(4)标矢性:动能是标量,动能与速度方向无关。
2.动能定理(1)内容:力在一个过程中对物体做的功,等于物体在这个过程中动能的变化。
(2)表达式:W合=ΔE k=12m v22-12m v12。
(3)物理意义:合力的功是物体动能变化的量度。
说明:(1)动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系的,一般以地面或相对地面静止的物体为参考系。
(2)动能是标量,动能定理是标量式,解题时不能分解动能。
例题1.如图甲所示,质量为0.2kg的物块受到水平向右的拉力F,以5m/s的初速度从A点向右运动,F随位移x变化的图像如图乙所示。
已知物块与地面间的动摩擦因数为0.5,重10m/s,在运动过程中物块的最大动能为( )力加速度g取2A.10.5J B.9.5J C.8.5J D.5.5J考点二 应用动能定理求变力的功在一个有变力做功的过程中,当变力做功无法直接通过功的公式求解时,可用动能定理W 变+W 恒=12m v 22-12m v 12,若物体初、末速度已知,恒力做功W 恒可根据功的公式求出,则W 变=12m v 22-12m v 12-W 恒。
动能定理及应用实例动能定理是物理学中的一个重要定理,它描述了物体的动能与外力做功之间的关系。
本文将介绍动能定理的基本原理,并通过应用实例来进一步说明其在实际问题中的应用。
一、动能定理的基本原理动能定理是基于牛顿第二定律和功的定义得出的。
牛顿第二定律表明,物体受到的合力等于物体的质量乘以加速度,即F=ma。
功的定义是力在物体运动方向上的投影乘以物体在该方向上的位移,即W=Fs。
根据物体的质量、速度和加速度的关系——v=at,以及速度和位移的关系——s=vt,我们可以推导出动能定理的表达式:E_k = 0.5mv^2 = Fs。
动能定理说明了物体的动能与外力做功之间存在着直接的关系。
当一个物体受到外力作用时,外力对物体做功,改变了物体的动能,使其增加或减小。
二、应用实例1. 汽车刹车示例假设一个汽车以恒定速度行驶,在某一时刻司机突然踩下刹车。
刹车时,汽车受到刹车系统提供的逆向力,这个力与汽车的速度方向相反。
根据动能定理,刹车系统所做的反向功将减小汽车的动能。
由于动能减小,汽车的速度也会相应降低。
2. 自由下落示例考虑一个物体自由下落的情况,只受到重力的作用。
重力对物体产生向下的力,与物体的下落方向一致。
根据动能定理,重力所做的功将增加物体的动能。
由于物体在下落过程中速度不断增加,它的动能也会不断增加。
三、结论与意义动能定理揭示了物体的动能与外力做功之间的关系,说明了动能变化的原因。
通过应用实例,我们可以更好地理解动能定理在实际问题中的应用。
对于机械能守恒的情况,即只有重力做功或只有切向力做功的情况,动能定理可以派生出更简洁的形式。
在工程学和物理学中,动能定理的应用非常广泛。
例如,在力学、运动学和工程力学领域,动能定理被广泛用于分析和解决各种实际问题。
总而言之,动能定理是物体的动能与外力做功之间关系的描述,通过理论推导和实际应用实例的分析,我们可以更好地理解和应用这一重要的物理定理。
动能定理的几种典型应用应用一:动能定理解决匀变速直线运动问题例1、一个质量m=2kg 的小物体由高h=1.6m 倾角︒=30α的斜面顶端从静止开始滑下,物体到达斜面底端时速率是4m/s ,那么物体在下滑的过程中克服摩擦力做功是多少焦耳?由公式20222v v aS -=可知222022/5.22.3242s m S v v a =⨯=-= 对物体受力分析并由牛顿第二定律可知:ma f mg =-αsin 所以N N ma mg f 55.2221102sin =⨯-⨯⨯=-=α J J fS W f 16)1(2.35180cos -=-⨯⨯=︒= 解法二:由动能定理221mv W mgh f =+ 可得:J J mgh mv W f 166.110242212122-=⨯⨯-⨯⨯=-= 应用二:动能定理解决曲线运动问题例2、在离地面高度h=10m 的地方,以s m v /50=水平速度抛出,求:物体在落地时的速度大小? 解法一:由221gt h =得 s s g h t 2101022=⨯== 所以s m s m gt v y /210/210=⨯== 所以s m s m v v v y /15/)210(522220=+=+=解法二:由动能定理可得 20222121mv mv mgh -=所以:s m s m v gh v /15/51010222202=+⨯⨯=+= 两种方法计算的结果完全一致,可见:动能定理同样适用于曲线运动。
并且可以求变力的功,如下题。
例3.质量m=2kg 的物体从高h=1.6m 的曲面顶部静止开始下滑,到曲面底部的速度大小为4m/s 。
求物体在下滑过程中克服摩擦力所做的功?应用3:利用动能定理求解多个力做功的问题例4、如图所示,物体置于倾角为37度的斜面的底端,在恒定的沿斜面向上的拉力的作用下,由静止开始沿斜面向上运动。
F 大小为2倍物重,斜面与物体的动摩擦因数为0.5,求物体运动5m 时速度的大小。
高三物理教案动能定理及其应用(5篇)高三物理教案动能定理及其应用(5篇)作为一位兢兢业业的人民教师,前方等待着我们的是新的机遇和挑战,有必要进行细致的教案准备工作,促进思维能力的发展。
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欢迎分享!高三物理教案动能定理及其应用(精选篇1)1、研究带电物体在电场中运动的两条主要途径带电物体在电场中的运动,是一个综合力和能量的力学问题,研究的方法与质点动力学相同(仅仅增加了电场力),它同样遵循运动的合成与分解、力的独立作用原理、牛顿运动定律、动能定理、功能原理等力学规律.研究时,主要可以按以下两条途径分析:(1)力和运动的关系--牛顿第二定律根据带电物体受到的电场力和其它力,用牛顿第二定律求出加速度,结合运动学公式确定带电物体的速度、位移等.这条线索通常适用于恒力作用下做匀变速运动的情况.(2)功和能的关系--动能定理根据电场力对带电物体所做的功,引起带电物体的能量发生变化,利用动能定理或从全过程中能量的转化,研究带电物体的速度变化,经历的位移等.这条线索同样也适用于不均匀的电场.2、研究带电物体在电场中运动的两类重要方法(1)类比与等效电场力和重力都是恒力,在电场力作用下的运动可与重力作用下的运动类比.例如,垂直射入平行板电场中的带电物体的运动可类比于平抛,带电单摆在竖直方向匀强电场中的运动可等效于重力场强度g值的变化等.(2)整体法(全过程法)电荷间的相互作用是成对出现的,把电荷系统的整体作为研究对象,就可以不必考虑其间的相互作用.电场力的功与重力的功一样,都只与始末位置有关,与路径无关.它们分别引起电荷电势能的变化和重力势能的变化,从电荷运动的全过程中功能关系出发(尤其从静止出发末速度为零的问题)往往能迅速找到解题切入点或简化计算高三物理教案动能定理及其应用(精选篇2)1、与技能:掌握运用动量守恒定律的一般步骤。
2、过程与:知道运用动量守恒定律解决问题应注意的问题,并知道运用动量守恒定律解决有关问题的优点。