動能定理在圓周運動中的應用ppt課件

,動能定理在圓周運動中的應用,1,動能定理解題步驟,【應用動能定理解題的一般步驟】1.確定研究對象，明確它的運動過程；2.分析物體在運動過程中的受力情況，明確各個力是否做功，是正功還是負功，并求出合力所做的功；3.明確起始（初）狀態(tài)和終了（末）狀態(tài)的動能（可分段、亦可對整個運動過程）4.根據(jù)動能定理布列方程：,2,回憶動能定理的應用,【例1】如圖1所示，物體沿一曲面從A點無初速度滑下，滑至曲面的最低點B時，下滑高度為5m，若物體的質量為lkg，到B點時的速度為6m/s，則在下滑過程中，阻力所做的功為多少?(g取10m/s2),圖1,3,引入,重力做功：mgh,彈力N不做功,阻力為變力，設其做功為W,f1,N1,mg,V1,回憶動能定理的應用,4,引入,解:設物體阻力所做的功為W，對物體由A運動到B用動能定理得：,即阻力所做的功為-32J。,回憶動能定理的應用,5,【例2】如圖2所示：質量為m的小球用細繩經(jīng)過光滑小孔牽引在光滑水平面上做圓周運動，當拉力為F時，小球的轉動半徑為R，當拉力增大到6F時，物體以轉動半徑R/2做圓周運動。則小球的轉動半徑從R到R/2過程中，拉力對小球做的功為（）:A、0B、FRC、2.5FRD、5FR,水平圓周運動,6,重力不做功,彈力N不做功,拉力為變力，設其做功為W,水平圓周運動,7,小球的轉動半徑從R到R/2過程中，由動能定理可得：,V1,V2,水平圓周運動,8,半徑為R的圓周運動中，由牛頓第二定律可得：,半徑為R/2的圓周運動中，由牛頓第二定律可得：,V1,V2,水平圓周運動,9,引入,解:小球的轉動半徑從R到R/2過程中，由動能定理可得：,半徑為R的圓周運動中，由牛頓第二定律可得：,半徑為R/2的圓周運動中，由牛頓第二定律可得：,(1),(2),(3),聯(lián)立(1)(2)(3)式可得：W=FR。,水平圓周運動,10,【例3】如圖3所示：由細管彎成的豎直放置的軌道，其圓形部分的半徑為R和r，質量為m的小球從水平軌道出發(fā)，先后經(jīng)過兩圓形軌道最后又進入水平軌道，已知小球在A處剛好對管壁無壓力，在B處對管的內(nèi)壁的壓力為0.5mg，則小球由A至B的運動過程中克服軌道阻力所做的功是多少？（細管的內(nèi)徑及球的大小不計）,引入,豎直圓周運動,11,A,B,mg,N,f,V,重力做功,彈力N不做功,阻力為變力，設其做功為W,豎直圓周運動,12,2R,2r,h,重力做功:,小球從A到B過程中，由動能定理可得：,A,B,豎直圓周運動,13,半徑為R的圓周運動中，由牛頓第二定律可得：,mg,VA,A,f,豎直圓周運動,14,半徑為R的圓周運動中，由牛頓第二定律可得：,mg,N,VB,B,豎直圓周運動,15,解:小球從A到B過程中，由動能定理可得：,小球在半徑為R的圓周運動中，由牛頓第二定律可得：,小球在半徑為r的圓周運動中，由牛頓第二定律可得：,（1）,（2）,（3）,聯(lián)立(1)(2)(3)式可得：,豎直圓周運動,16,所以，小球克服軌道阻力所做的功為：,豎直圓周運動,17,【跟蹤演練】質量為m的小球被系在輕繩的一端，在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運動，如圖4所示，運動過程中小球受到空氣阻力的作用，設某一時刻小球通過軌道的最低點，此時繩子的張力為7mg，此后小球繼續(xù)做圓周運動，經(jīng)過半個圓周恰能通過最高點，則在此過程中小球克服空氣阻力所做的功為()A.mgR/4B.mgR/3C.mgR/2DmgR,跟蹤演練,18,mg,F,f,V,重力做功:-mg(2R),拉力F不做功,空氣阻力為變力，設其做功為W,跟蹤演練,19,小球從最低點到最高點中，由動能定理可得：,跟蹤演練,20,解：小球從最低點到最高點中，由動能定理可得：,小球恰能通過最高點，由牛頓第二定律可得：,小球在最低點，由牛頓第二定律可得：,（1）,（3）,（2）,聯(lián)立(1)(2)(3)式可得：,跟蹤演練,21,所以，小球克服空