![《专题强化 利用动能定理分析变力 做功和多过程问题》机械能守恒定律PPT优秀课件](https://font2020.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/ppt1/32ae8966e97a5ace6d42b8ab197ddea8.jpg)
行业类别 | 格式 | 大小 |
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人教版高中物理必修二 | pptx | 6 MB |
描述
《专题强化 利用动能定理分析变力 做功和多过程问题》机械能守恒定律PPT优秀课件
第一部分内容:学习目标
1.进一步理解动能定理,领会应用动能定理解题的优越性.
2.会利用动能定理分析变力做功、曲线运动以及多过程问题.
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利用动能定理分析变力做功和多过程问题PPT,第二部分内容:01探究重点 提升素养
一、利用动能定理求变力做功
1.动能定理不仅适用于求恒力做的功,也适用于求变力做的功,同时因为不涉及变力作用的过程分析,应用非常方便.
2.利用动能定理求变力的功是最常用的方法,当物体受到一个变力和几个恒力作用时,可以用动能定理间接求变力做的功,即W变+W其他=ΔEk.
例1 如图1所示,质量为m的小球由静止自由下落d后,沿竖直面内的固定轨道ABC运动,AB是半径为d的 光滑圆弧轨道,BC是直径为d的粗糙半圆弧轨道(B是轨道的最低点).小球恰能通过圆弧轨道的最高点C.重力加速度为g,求:
(1)小球运动到B处时对轨道的压力大小(可认为此时小球处在轨道AB上);
(2)小球在BC运动过程中,摩擦力对小球做的功.
针对训练1 (2018·厦门市高一下学期期末)如图2所示,有一半径为r=0.5 m的粗糙半圆轨道,A与圆心O等高,有一质量为m=0.2 kg的物块(可视为质点),从A点静止滑下,滑至最低点B时的速度为v=1 m/s,取g=10 m/s2,下列说法正确的是
A.物块过B点时,对轨道的压力大小是0.4 N
B.物块过B点时,对轨道的压力大小是2.0 N
C.A到B的过程中,克服摩擦力做的功为0.9 J
D.A到B的过程中,克服摩擦力做的功为0.1 J
二、利用动能定理分析多过程问题
一个物体的运动如果包含多个运动阶段,可以选择分段或全程应用动能定理.
(1)分段应用动能定理时,将复杂的过程分割成一个个子过程,对每个子过程的做功情况和初、末动能进行分析,然后针对每个子过程应用动能定理列式,然后联立求解.
(2)全程应用动能定理时,分析整个过程中出现过的各力的做功情况,分析每个力做的功,确定整个过程中合外力做的总功,然后确定整个过程的初、末动能,针对整个过程利用动能定理列式求解.
当题目不涉及中间量时,选择全程应用动能定理更简单,更方便.
注意:当物体运动过程中涉及多个力做功时,各力对应的位移可能不相同,计算各力做功时,应注意各力对应的位移.计算总功时,应计算整个过程中出现过的各力做功的代数和.
例2 如图3所示,右端连有一个光滑弧形槽的水平桌面AB长L=1.5 m,一个质量为m=0.5 kg的木块在F=1.5 N的水平拉力作用下,从桌面上的A端由静止开始向右运动,木块到达B端时撤去拉力F,木块与水平桌面间的动摩擦因数μ=0.2,取g=10 m/s2.求:
(1)木块沿弧形槽上升的最大高度(木块未离开弧形槽);
(2)木块沿弧形槽滑回B端后,在水平桌面上滑行的最大距离.
三、动能定理在平抛、圆周运动中的应用
动能定理常与平抛运动、圆周运动相结合,解决这类问题要特别注意:
(1)与平抛运动相结合时,要注意应用运动的合成与分解的方法,如分解位移或分解速度求平抛运动的有关物理量.
(2)与竖直平面内的圆周运动相结合时,应特别注意隐藏的临界条件:
①可提供支撑效果的竖直平面内的圆周运动,物体能通过最高点的临界条件为vmin=0.
②不可提供支撑效果的竖直平面内的圆周运动,物体能通过最高点的临界条件为vmin=√gR .
例3 如图5所示,一可以看成质点的质量m=2 kg的小球以初速度v0沿光滑的水平桌面飞出后,恰好从A点沿切线方向进入圆弧轨道,BC为圆弧竖直直径,其中B为轨道的最低点,C为最高点且与水平桌面等高,圆弧AB对应的圆心角θ=53°,轨道半径R=0.5 m.已知sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,不计空气阻力,g取10 m/s2.
(1)求小球的初速度v0的大小;
(2)若小球恰好能通过最高点C,求在圆弧轨道上摩擦力对小球做的功.
四、动能定理在多过程往复运动中的应用
例4 某游乐场的滑梯可以简化为如图6所示竖直面内的ABCD轨道,AB为长L=6 m、倾角α=37°的斜轨道,BC为水平轨道,CD为半径R=15 m、圆心角β=37°的圆弧轨道,轨道AB段粗糙,其余各段均光滑.一小孩(可视为质点)从A点以初速度v0=2 m/s下滑,沿轨道运动到D点时的速度恰好为零(不计经过B点时的能量损失).已知该小孩的质量m=30 kg,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,取g=10 m/s2,不计空气阻力,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:
(1)该小孩第一次经过圆弧轨道C点时,对圆弧轨道的压力;
(2)该小孩与AB段间的动摩擦因数;
归纳总结
1.在有摩擦力做功的往复运动过程中,注意两种力做功的区别:
(1)重力做功只与初、末位置有关,而与路径无关;
(2)滑动摩擦力(或全部阻力)做功与路径有关,克服摩擦力(或全部阻力)做的功W=Ffs(s为路程).
2.由于动能定理解题的优越性,求多过程往复运动问题中的路程,一般应用动能定理.
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利用动能定理分析变力做功和多过程问题PPT,第三部分内容:02随堂演练 逐点落实
1.(用动能定理求变力做功)如图7所示为一水平的转台,半径为R,一质量为m的滑块放在转台的边缘,已知滑块与转台间的动摩擦因数为μ,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g.若转台的转速由零逐渐增大,当滑块在转台上刚好发生相对滑动时,转台对滑块所做的功为
A. μmgR B.2πmgR
C.2μmgR D.0
2.(利用动能定理分析多过程问题)(2018·鹤壁市高一下学期期末)如图8所示,AB为四分之一圆弧轨道,BC为水平直轨道,圆弧的半径为R,BC的长度也是R.一质量为m的物体,与两个轨道间的动摩擦因数都为μ,它由轨道顶端A从静止开始下滑,恰好运动到C处停止,不计空气阻力,重力加速度为g,那么物体在AB段克服摩擦力所做的功为
3.(动能定理在平抛、圆周运动中的应用)(2019·温州新力量联盟高一下学期期中)如图9所示,一长L=0.45 m、不可伸长的轻绳上端悬挂于M点,下端系一质量m=1.0 kg的小球,CDE是一竖直固定的圆弧形轨道,半径R=0.50 m,OC与竖直方向的夹角θ=60°,现将小球拉到A点(保持绳绷直且水平)由静止释放,当它经过B点时绳恰好被拉断,小球平抛后,从圆弧轨道的C点沿切线方向进入轨道,刚好能到达圆弧轨道的最高点E,重力加速度g取10 m/s2,求:
(1)小球到B点时的速度大小;
(2)轻绳所受的最大拉力大小;
(3)小球在圆弧轨道上运动时克服阻力做的功.
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文件信息
更新时间: 2024-09-09
所属频道:人教版高中物理必修二
素材版本:PowerPoint2003及以上版本(.ppt)
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