《拓展課 動能定理的綜合應用》機械能守恒定律PPT優(yōu)質(zhì)課件
知識拓展
拓展點一 動能定理與牛頓運動定律的比較
1.理解比較
2.應用比較
[試題案例]
[例1] 如圖所示，一質(zhì)量為2 kg的鉛球從離地面2 m高處自由下落，陷入沙坑2 cm深處，求沙子對鉛球的平均阻力大小。(g取10 m/s2)
解析 法一 應用牛頓第二定律與運動學公式求解。
設(shè)鉛球做自由落體運動到沙面時的速度為v，則有v2＝2gH。
在沙坑中的運動階段，設(shè)鉛球做勻減速運動的加速度大小為a，則有v2＝2ah。
法二 應用動能定理分段求解。
法三 應用動能定理全程求解。
鉛球下落全過程都受重力，只有進入沙中鉛球才受阻力Ff，重力做功WG＝mg(H＋h)，阻力做功Wf＝－Ffh。由動能定理得mg(H＋h)－Ffh＝0－0，代入數(shù)據(jù)得Ff＝2 020 N。
答案 2 020 N
[針對訓練1] 如圖是冰上體育比賽“冰壺運動”的場地示意圖(冰面水平)。在某次訓練中，甲隊員將質(zhì)量m＝20 kg的一個冰壺從左側(cè)的A處向右推出，冰壺沿中心線運動到與A點相距為x＝30 m的營壘中心O處恰好停下。此后，乙隊員將完全相同的第二個冰壺同樣在A處向右推出，冰壺從A處運動到O處經(jīng)過的時間為t＝10 s。已知兩個冰壺與冰面間的動摩擦因數(shù)都為μ＝0.02，冰壺都可視為質(zhì)點，取g＝10 m/s2。求：
(1)第一個冰壺被推出時的動能；
(2)第二個冰壺即將碰到第一個冰壺時的速度大小。
拓展點二 動能定理與圖像的結(jié)合
分析動能定理和圖像結(jié)合的問題時一定要弄清圖像的物理意義，要特別注意圖像的形狀、交點、截距、斜率、面積等信息，并結(jié)合運動圖像構(gòu)建相應的物理模型，選擇合理的規(guī)律求解有關(guān)問題。
方法總結(jié) “三步法”分析動能定理結(jié)合圖像問題
[針對訓練2] (多選)在平直公路上，汽車由靜止開始做勻加速運動，當速度達到vm后立即關(guān)閉發(fā)動機直到停止，v－t圖像如圖所示。設(shè)汽車的牽引力為F，摩擦力為Ff，全過程中牽引力做功W1，克服摩擦力做功W2，則( )
A.F∶Ff＝1∶3 B.F∶Ff＝4∶1
C.W1∶W2＝1∶1 D.W1∶W2＝1∶3
拓展點三 利用動能定理處理曲線運動的多過程問題
1.平拋運動、圓周運動屬于曲線運動，若只涉及位移和速度而不涉及時間，應優(yōu)先考慮用動能定理列式求解。
2.用動能定理解題，關(guān)鍵是對研究對象進行準確的受力分析及運動過程分析，并畫出物體運動過程的草圖，讓草圖幫助我們理解物理過程和各量關(guān)系。
3.若物體的運動過程包含多個運動階段，可分段應用動能定理，也可全程運用動能定理。若不涉及中間量，全程應用動能定理更簡單、更方便。若涉及多個力做功，應注意力與位移的對應性。
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