20xx教科版高中物理必修二441動能和動能定理-資料下載頁
2024-12-07 22:20本頁面
【導(dǎo)讀】[導(dǎo)學(xué)目標(biāo)].、適用條件和物理意義.2．勻變速直線運動的基本規(guī)律：速度公式：vt＝________，位移公式：x＝________，4．功是能量轉(zhuǎn)化的______.一段位移x后靜止下來，在這一過程中，外力做了多少功？1．物體由于______而具有的能量叫做動能，用Ek表示，其表達式為Ek＝12mv2.2．動能的單位是焦耳，符號是J，與功的單位相同，這是因為1kg·m2/s2＝1N·m＝1J.5．動能具有______性．物體運動速度的大小與選定的參考系有關(guān)，相對于不同參考系，②動能的大小由物體的質(zhì)量和速率決定，與物體運動的方向無關(guān)；物體的初速度、末速度、位移之間有什么關(guān)系？結(jié)合上述三式你能推導(dǎo)出什么樣的式子？能的變化是通過外力做功的過程來實現(xiàn)的；以把全過程作為一個整體來處理；明確物體在初、末狀態(tài)的動能Ek1和Ek2.水平力F作用下開始運動，發(fā)生位移x1時撤去力F，問物體還能運動多遠？若v0＝5m/s，小球經(jīng)過軌道的最高點d時，管道對小球作用力的大小和方向；
【正文】 研究對象：質(zhì)量為 m 的物體 ． 研究過程：從靜止開始，先加速，后減速至零 ． 受力分析、過程草圖如圖所示，其中物體受重力 (mg)、水平外力 (F)、彈力 (N)、滑動摩擦力 (f)，設(shè)加速位移為 x1，減速位移為 x2. 方法一：可將物體運動分成兩個階段進行求解 物體開始做勻加速運動位移為 x1，水平外力 F 做正功， f 做負功， mg、 N 不做功；初始動能 Ek0＝ 0，末動能 Ek1＝ 12mv21 根據(jù)動能定理： Fx1－ fx1＝ 12mv21－ 0 又滑動摩擦力 f＝ μN， N＝ mg 則： Fx1－ μmgx1＝ 12mv21－ 0 物體在 x2 段做勻減速運動， f 做負功， mg、 N 不做功；初始動能 Ek1＝ 12mv21，末動能Ek2＝ 0 根據(jù)動能定理：－ fx2＝ 0－ 12mv21，又滑動摩擦力 f＝ μN， N＝ mg 則 μmgx2＝ 0－ 12mv21 即 Fx1－ μmgx1－ μmgx2＝ 0－ 0 x2＝ ?F－ μmg?x1μmg 方法二：從靜止開始加速，然后減速為零，對全過程進行求解 ． 設(shè)加速位移為 x1，減速位移為 x2；水平外力 F 在 x1段做正功，滑動摩擦力 f 在 (x1＋ x2)段做負功， mg、 N 不做功；初始動能 Ek0＝ 0，末動能 Ek＝ 0 在豎直方向上： N－ mg＝ 0 滑動摩擦力 f＝ μN 根據(jù)動能定理： Fx1－ μmg(x1＋ x2)＝ 0－ 0 得 x2＝ ?F－ μmg?x1μmg 例 3 (1) m (2) N， 方向豎直向下 (3)6 m/s 解析 (1)設(shè)小球到達 d 點處速度為 v，由動能定理，得 － μmgL－ mg4R＝ 12mv2－ 12mv20① 小球由 d 點做平拋運動，有 4R＝ 12gt2② x＝ vt③ 聯(lián)立 ①②③ 并代入數(shù)值， 解得小球從最高點 d 拋出后的水平射程 x＝ 2 65 m≈ m. (2)當(dāng)小球通過 d 點時，由之后小球做平拋運動，得 N＋ mg＝ mv2R④ 聯(lián)立 ①④ 式并代入數(shù)值，解得 管道對小球作用力 N＝ N，方向豎直向下 ． (3)設(shè)小球到達 c 點時的速度為 vc，由動能定理有 － μmgL－ mg2R＝ 12mv2c－ 12mv20⑤ 當(dāng)小球通過 c 點時，由牛頓第二定律得 N′ ＋ mg＝ mv2cR⑥ 要使軌道對地 面的壓力為零，則有 N′ ＝ Mg⑦ 聯(lián)立 ⑤⑥⑦ 式并代入數(shù)值，解得 小球的最小速度 v0＝ 6 m/s
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