动能和动能定理导学案
20 ---20 学年度第二学期高一物理学科导学案
主备人: 审核: 周( 月 日------月 日)
课题:§7.7 动能和动能定理(一)
班级________姓名________学号_____ 1. 理解动能的概念,会用动能的定义式进行计算。
2. 理解动能定理及动能定理的推导过程。
3. 知道动能定理的适用条件,知道动能定理解题的步骤。
4. 会用动能定理解决有关的力学问题。知道用动能定理处理问题的优点。 在本章第一节,我们已经知道:物体 叫做动能,在
第六节通过力对物体做功与物体速度变化的关系,即w∝v2。根据功与能量变化相联系的思想向我们提示:物体动能可能包含 。
问题1:设物体的质量为m,在与运动方向相同的恒定外力F的作用下发生一段位移L,速度由Vl增大到V2,如图所示,试用牛顿运动定律和运动学公式,推导出力F对物体做功的表达式。
(独立完成推导过程)
问题2:这个结论说明了什么问题?
(一)动能
(1)定义: 。
(2)表达式: 。
(3)能量都是标量,动能是 。
(4)单位:动能的单位和所有能量的单位一样,都是 ,符号 。 练一练:
1、父亲和儿子一起溜冰,父亲的质量是60 kg,运动速度为5 m/s,儿子的质量是30 kg,运动速度为8m/s,试问父亲和儿子谁具有的动能大?
2、质量为50 kg、运动速度为8m/s的同学在跑步中的动能是多少? 如果这些能量全部转化为电能,能够使100W的灯正常工作多长时间?
(二)动能定理
(1)定理内容: 。
(2)动能定理的表达式: 。 问题3:如果物体受到几个力的作用,动能定理中的W表示什么意义?
υυ2
问题4:当合力对物体做正功时,物体的动能如何变化,当合力对物体做负功时,物体的动能又如何变化?
问题5:动能定理是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下推导出来的。那么动能定理是否可以应用于变力做功或物体做曲线运动的情况呢?
(3)适用条件:正是因为动能定理适用于 和 的情况,所以在解决一些实际问题中才得到了更为广泛的应用。
5.0×l03kg,起飞过程中从静止开始滑行,当位移达到L=5.3×102m时,速度达到起飞速度V=60m/s。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重力的0.02倍。求飞机受到的牵引力是多大?
例2、一辆质量为m,速度为v0的汽车在关闭发动机后于水平地面滑行了距离L后停下来,试求汽车受到的阻力。
分别用牛顿运动定律和动能定理解题,并对结果进行分析、说明或讨论。 小结:1、动能定理的优点:
(1)动能定理不涉及运动过程中的加速度和时间,用它来处理问题要比牛顿定律方便;
(2)动能定理能够解决变力做功和曲线运动问题,而牛顿运动解决这样一类问题非常困难。
2、用动能定理解题的一般步骤:
① 确定研究对象和研究过程。
② 分析物理过程,分析研究对象在运动过程中的受力情况,画受力示意图,及过程状态草图,明确各力做功情况,即是否做功,是正功还是负功。 ③ 找出研究过程中物体的初、末状态的动能(或动能的变化量)
④ 根据动能定理建立方程,代入数据求解, 应用:质量为1kg的铁球,由离泥浆地面3m高处自由落下,陷入泥浆中30cm后静止,则重力对铁球所做的功是多少?铁球克服泥浆阻力所做的功是多少?(g取10m/s2)
20 ---20 学年度第二学期高一物理学科导学案
主备人: 审核: 周( 月 日------月 日)
课题:§7.7 动能和动能定理(二)
班级________姓名________学号_____
1. 改变汽车的质量和速度,都能使汽车的动能发生改变,在下列几种情况下,汽车的动能各是原来的几倍?
A.质量不变,速度增大到原来的2倍,___________。
B.速度不变,质量增大到原来的2倍,________。
C.质量减半,速度增大到原来的4倍,________。
D.速度减半,质量增大到原来的4倍,________。
2. 关于功和物体动能变化的关系,不正确的说法是( )
A.有力对物体做功,物体的动能就会变化
B.合力不做功,物体的动能就不变
C.合力做正功,物体的动能就增加
D.所有外力做功代数和为负值,物体的动能就减少
3. 一物体速度由0增加到v,再从v增加到2v,外力做功分别为W1和W2,则W1和W2关系正确的是( )
A.W1=W2 B.W2=2W1
C.W2=3W1 D.W2=4W1
4. 一质量为2 kg的滑块,以4 m/s的速度在光滑的水平面上向左滑行,从某一时刻起,在滑块上作用一向右的水平力,经过一段时间,滑块的速度方向变为向右,大小为4 m/s,在这段时间里水平力做的功为( )
A.0 B.8 J C.16 J D.32 J
5. 物体A和B质量相等,A置于光滑的水平面上,B置于粗糙水平面上,开始时都处于静止状态,在相同的水平力F作用下移动相同的位移,则( )
A.力F对A做功较多,A的动能较大
B.力F对B做功较多,B的动能较大
C.力F对A和B做功相同,A和B的动能相同
D.力F对A和B做功相同,但A的动能较大
6. 一人用力踢质量为1千克的皮球,使球由静止以10米/秒的速度飞出。假定人踢球瞬间对球平均作用力是200牛,球在水平方向运动了20米停止。那么人对球所做的功为( )
A.500焦 B.50焦 C.200焦D.4000焦
7. 甲乙两个滑块,以相同的初动能在同一水平面上滑行,若甲的质量大于乙的质量,两滑块与水平面间的滑动摩擦系数相同,最后当它们都静止时,滑行的距离( )
A.相等 B.甲大 C.乙大 D.无法比较
8. 质点在恒力作用下,从静止开始做匀加速直线运动,则质点的动能是( ).
A.与它的位移成正比。 B.与它的位移平方成正比。
C.与它的运动时间成正比。 D.与它的运动时间的平方成正比。
9.在平直公路上,汽车由静止开始作匀加速运动,当速度达到vm
后立即关闭发动机直到停止,v-t图像如图所示。设汽车的牵引力为
F,摩擦力为f,全过程中牵引力做功W1,克服摩擦力做功W2,则
( )
A.F:f=1:3 B.F:f=4:1 C.W1:W2 =1:1 D.W1:W2=l:3
10. 在h高处,以初速度v0向水平方向抛出一个小球,不计空气阻力,小球着地时速度大小为( ) A. B. C. D.
11. 一质量为 m的小球,用长为l的轻绳悬挂于O点。小球
在水平拉力F作用下,从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点,
如图所示,则拉力F所做的功为( )
A. mglcosθ B. mgl(1-cosθ) C. Flcosθ D. Flθ
12.质量为m的小球被系在轻绳的一端,在竖直平面内做半径为
R的圆周运动,运动过程中小球受到阻力作用。设某一时刻小球通
过轨道最底点,此时绳子的张力为7mg,此后小球继续作圆周运
动,经过半个圆周恰能通过最高点,则在此过程中小球克服空气阻
力所做的功为( )
A.1/4mgR B.1/3mgR C.1/2mgR D.mgR
13 质量m=50kg的物体,原来的速度vl=2m/s,受到一个与运动方向相同的力F=4N的作用,发生的位移s=2m,物体的末动能是多大?
14. 人从高h处将一质量为m的小球水平抛出,不计空气阻力,测得球落地时速度的大小为v,则人抛球时对球做了多少功?
15.质量为m的列车,以额定功率p在动摩擦因数为μ的水平路面上匀速运动,问列车关闭油门后还能滑行多远?
v0+2ghv0-2ghv0+2gh2v0-2gh2
16.一物体静止在不光滑的水平面上,已知m=1 kg,μ=0.1,现用水平外力F=2 N拉其运动5 m,后立即撤去水平外力F,求其还能滑多远?(g取10 m/s2
17.一个物体从斜面上高h向处由静止滑下并紧接着在水平面上滑行一段距离后停止,量得停止处对开始运动处的水平距离为s,不考虑物体滑至斜面底端的碰撞作用,并认为斜面与水平面对物体的摩擦因数相同,求摩擦因数μ。
18从离地面H高处落下一只小球,小球在运动过程中所受到的空气阻力是它重力的k倍,而小球与地面相碰后,能以相同大小的速率反弹,求小球从释放开始,直至停止弹跳为止,所通过的总路程是多少?
19. 自行车上坡,坡高5.0m,坡长100m,车与人共重9.8×102N,人蹬车的牵引力为78N,车在坡底的速度为5.0m/s,到坡顶时速度为3.0m/s。问:
(1) 上坡过程中,自行车克服摩擦力做了多少功?
(2) 如果人不用力蹬车,车在坡底速度仍为5.0m/s,自行车能上行多远?
20. 质量为3×106kg的列车,在恒定的额定功率下由静止出发,运行中受到一个恒定不变的阻力作用,经过103s,行程1.2×104m后达到最大速度20m/s。求列车的额定功率和它所受到的阻力。