高中物理第七章《功和能、動能和動能定理》習題課件新人教版必修2.ppt

功和能 動能和動能定理 習題課,學習目標 1、理解功和能的關(guān)系。 2、理解動能定理，會應(yīng)用動能定理解決相關(guān)問題。,討論：1、關(guān)于功和能，下列說法正確的是 A、功就是能，功可以轉(zhuǎn)化為能 B、做功越多，物體的能越大 C、能量轉(zhuǎn)化中，做的功越多，能量轉(zhuǎn)化越多 D、物體能量變化多少，就做了多少功 E、功是物體能量的量度,一、功和能的關(guān)系,功是能量轉(zhuǎn)化的量度。,3,答案：C。提示：能量變化可以是通過做功，也可以是通過熱傳遞的方式。,2運動員將質(zhì)量為150kg的杠鈴舉高2 m， （1）運動員做了多少功? （2）有多少化學能轉(zhuǎn)化為杠鈴的重力勢能？,答案： （1）3103J （2）3103J,二、動能 動能定理,1、動能Ek = mv2/2，式中v是物體的瞬時速度的大小，即瞬時速率（簡稱速率）。,2、動能定理W 總= Ek,應(yīng)用動能定理的一般思維程序：,1、確定研究對象，進行受力分析，認真畫出受力分析示意圖；,2、若問題中涉及到F、s 、v 、m 等物理量，考慮用動能定理！,5,4、確定研究過程起點和終點的動能，列出動能定理表達式；,5、求解，必要時討論結(jié)果的合理性。,3、確定研究的物理過程（起點和終點），分析這過程中有哪些力對研究對象作功，作了多少功，正功還是負功，求出總功；,3一個質(zhì)量為m、且質(zhì)量分布均勻的長方形木塊，放在粗糙的水平地面上，長為2a，寬為a，若要把它從地面上直立起來，外力至少要做多少功？,答案：（5 1）mga / 2。重力做功與路徑無關(guān)！,4、人的心臟每跳一次大約輸送810-5m3的血液，正常人血壓(可看作壓送血液的壓強)的平均值約為1.5104Pa，心跳約每分鐘70次，據(jù)此估測心臟工作的平均功率約為多少?,7,析與解：設(shè)血管的橫截面積為S，心臟跳動一次使血液流過的距離為d = V/S（血管直徑很小，S 可視為均勻不變的），,則心跳一次做的功大約為：W = Fd = pSd = pV,心臟每分鐘跳動70次，故心臟工作的平均功率為： P = 70 W/t = 70 pV/t =701.5104810-5/60W=1.4W,5、在離地面一定高度處，以相同的動能向各個方向拋出多個質(zhì)量相同的小球，這些小球到達地面時，有相同的 A、動能 B、速度 C、速率 D、位移,答案：AC,小結(jié)：動能定理不僅適用于直線運動，也適用于曲線運動。,9,答案：B,提示：物體作類平拋運動；求動能的增量有兩種方法：一是用末動能減去初動能，二是求合外力的功本題就是此恒力的功。,6、質(zhì)量為2kg的物體，在水平面上以6m/s的速度勻速向西運動，若有一個方向向北的8N恒力作用于物體，在2s內(nèi)物體的動能增加了( ) A、28J B、64J C、32J D、36J,7、一輛汽車的質(zhì)量為m，從靜止開始起動，沿水平路面前進了s后，達到了最大行駛速度vm，設(shè)汽車的牽引功率保持不變，所受阻力為車重的k 倍，求： （1）汽車的牽引功率；（2）汽車從靜止到開始勻速運動所需的時間。,分析：因阻力f = kmg，當汽車達最大速度時，有P =Fminvmax=kmgvmax,11,小結(jié)：動能定理不僅適用于恒力作功，也適用于變力作功。,所以t = ( vm2 +2 kgs ) / 2kgvm。,P t f s = m vm2/2 0,因汽車的加速過程不是勻加速直線運動，所以求時間不可以用有關(guān)運動學的公式，考慮用動能定理，由W = Ek,12,例、質(zhì)量為4000kg的汽車，由靜止開始以恒定的功率前進，它經(jīng)100/3s的時間前進425m，這時它達到最大速度15 m/s ，設(shè)汽車前進時阻力不變，求阻力的大小。,8、如圖，一質(zhì)量為2kg的鐵球從離地面2m高處自由下落，陷入沙坑2cm深處，求沙子對鐵球的平均阻力？,小結(jié)：若研究的物理過程分成幾個不同子過程，也可以從全程考慮，解決問題更簡便。,分析：mgH + mgh f h = 0 0,14,9、一粒子彈以700m/s的速度打穿第一塊木板后速度降為500m/s，若讓它繼續(xù)打穿第二塊同樣的木板，則子彈的速度變?yōu)開m/s。（木板對子彈的阻力恒定）,15,提示：人只在將球拋出的過程中對球做功，球在下落過程中，人已不對球施力了，所以本題20m是干擾條件。,10、在20m高處，某人將2kg的鉛球以15ms的速度（水平）拋出，那么此人對鉛球做的功是多少？,提示：穿過兩塊木板時克服阻力作的功相同，不是速度的減少量相同。,11、一學生用100N的力，將質(zhì)量為0.5kg的球水平踢出20m遠，則該學生對球做的功是 ( ) A.2000J B.10J C.100J D.無法確定,12、質(zhì)量為m的物體，靜止于傾角為的光滑斜面底端，用平行于斜面方向的恒力F 作用于物體上使之沿斜面向上運動。當物體運動到斜面中點時撤去外力，物體剛好能滑行到斜面頂端，則恒力F 的大小為多大？,答案：,17,解： 設(shè)斜面長2l， 在物體向上運動的第一個位移l里，F(xiàn) 做正功Fl， 從斜面底端運動到斜面頂端的整個過程中，重力做負功 - mgsin2l或- mg2lsin 。 因初末態(tài)的動能均為零，由動能定理有Fl- mgsin2l = 0， F = 2mgsin。,13、一物體以初速度v0沿傾角為37的斜面上滑，到達最高點后又下滑，回到出發(fā)點時的速度為v0 /2，求物體與斜面間的動摩擦因數(shù)。,分析：物體受力如圖，,上滑過程： - mgsin 37sf s = 0 m v02/2,設(shè)上升的最大位移為s，,下滑過程： mgsin 37sf s = m（v0/2 ）2/2 0,19,式中f = mgcos 37，任意兩式相除，得=0.45。,全過程： 2 f s = m（v0/2 ）2/2 m v02/2,14、質(zhì)量為m的質(zhì)點在半徑為R的半球形容器中從上部邊緣由靜止下滑，滑到最低點時對容器底部的壓力為2 mg，則在下滑的過程中，物體克服阻力作了多少功？,O,15、質(zhì)量為M 的木塊放在光滑的水平面上，質(zhì)量為m 的子彈以初速度v0 沿水平方向射入木塊，并留在木塊中與木塊一起以速度v運動，已知當子彈相對木塊靜止時，木塊前進的距離為L，子彈進入木塊的深度為s，木塊對子彈的阻力f 為定值，則下列關(guān)系式正確的是（ ）,22,A、 f L= M v 2/2 B、 f s = m v 2/2 C、 f s = m v 02/2 -（M+m）v 2/2 D、 f （ L + s ）= m v 02/2 - m v 2/2,答案：ACD,1、一子彈原來的速度是v0 ，打穿一木塊后的速度是v0/4，設(shè)木塊對子彈的阻力是恒定的，那么子彈射入木塊的一半深度時，它的速度是多少？要打穿兩塊這樣的木塊子彈至少應(yīng)具有多大的速度？,作業(yè)1,2、兩顆人造地球衛(wèi)星的質(zhì)量之比為1：2，軌道半徑之比為2：1，則它們的動能之比為( ) A、1：2 B、1：4 C、1：2 D、2：1,24,3、以速度v 0豎之向上拋出質(zhì)量為m 的物體，當物體落回拋出點時速度大小為v，求物體上升的最大高度和受到的平均阻力？,25,4、一學生用力踢質(zhì)量為1kg的足球，使球從靜止開始以10m/s的速度水平飛出，設(shè)人踢球時對球的平均作用力為200N，球在水平方向上運動了20m，則該學生對球做的功是 ( ) A、50J B、100J C、200J D、4000J,作業(yè)2,1、質(zhì)量為m的物體用細線經(jīng)過光滑小孔牽引，在光滑水平面上做勻速圓周運動，拉力為F 時，轉(zhuǎn)動半徑為R，當拉力逐漸減小到F/4時，物體仍作勻速圓周運動，半徑為2R，則外力對物體所做的功的絕對值是 A、零 B、FR/4 C、3FR/4 D、5FR/2 2、一物體以初速度v0=8m/s沿傾角為37的斜面上滑，到達最高點后又下滑，回到出發(fā)點時的速度為v = 42m/s，g=10m/s2，求物體與斜面間的動摩擦因數(shù)和物體上滑的最大距離。 4、質(zhì)量為m的球在距地面H 高處無初速下落，運動過程中空氣阻力恒為重力的0.2倍，球與地面碰撞時無能量損失而彈起，求：球停止運動前通過的總路程是多少？（提示：全程看，球所受的阻力為變力，但分上升和下落各段考慮時，阻力是恒力）,作業(yè)3 1、飛機在飛行時受到的空氣阻力與其速率的平方成正比，若飛機以v勻速飛行，發(fā)動機的功率為P，則當飛機以速率nv勻速飛行時，發(fā)動機的功率為多大？ 2、如圖，物體沿一曲面從A點無初速下滑，滑至曲面的最低點B時，下滑的高度為5 m，若物體的質(zhì)量為1kg，到B點時的速度為6m/s，則在下滑過程中，物體克服阻力所作的功是多少？ 3、KKL課時5題12，（2）若用一始終與軌道平面平行的拉力將物體從平面上又拉回斜面上高為h處，拉力至少要作多少功？,飛機在飛行時受到的空氣阻力與其速率的平方成正比，若飛機以v勻速飛行，發(fā)動機的功率為P，則當飛機以速率nv勻速飛行時，發(fā)動機的功率為多大？,分析：飛機受到的空氣阻力與速率平方成正比，,即 f =kv2,飛機勻速飛行，發(fā)動機功率P, P = F v F = f = k v2,P= k v 3,當飛機以nv速率勻速飛行時， 發(fā)動機的功率：P= k (nv)3= n3k v3=n3 P,16、總質(zhì)量為M 的列車，沿水平直線軌道勻速前進，其未節(jié)車廂質(zhì)量為m，中途脫節(jié)，司機發(fā)現(xiàn)時，機車已行駛了距離L，于是立即關(guān)閉發(fā)動機，設(shè)阻力與重量成正比，機車牽引力恒定，當列車的兩部分都停下時，它們之間的距離是多少？,分析：對車廂有: - kmgs2 = 0 mv02/2,對機車有: FL k（Mm）gs1 = 0 mv02/2,式中F = kMg s = s1 s2 = ML/（M m）,14、在光滑水平面上有一靜止的物體，現(xiàn)以水平恒力甲推這一物體，作用一段時間后，換成相反方向的水平恒力乙推這一物體，當恒力乙作用時間與恒力甲作用的時間相同時，物體恰好回到原處，此時物體的動能為32J，