高中物理 第3章 动能的变化与机械功 3.3 动
能定理的应用学案 沪科版必修
3、3动能定理的应用思维激活 在航空母舰上,如图3-3-1所示,飞机的起飞跑道只有80—90 m,而飞机起飞的速度不能低于80 m/s,仅靠飞机自身的动力是无法获得足够的速度实现起飞要求的,航空母舰利用蒸汽弹射器达到这一目的,你知道蒸汽弹射器是怎样帮助飞机起飞的吗?图3-3-1 提示 蒸汽弹射的工作原理并不复杂,其弹射飞机的过程就如同搭弓射箭一样、弹射器好比一把巨大而又强有力的弓,舰载机则恰似一支箭、弹射飞机前,甲板人员用拖索将舰载机前部与往复车相连;机尾则用一根牵制释放杆,把舰载机上的牵制钩固定于弹射器的舰面部件上、当高压蒸汽充入气缸,推动活塞运动时,舰载机就在活塞的带动及自身发动机推力的作用下,获得一个很大的初动能,如离弦之箭被弹射出去、由于活塞的向前加速度很大,加上迎面而来的风速,舰载机便会迅速达到离舰速度,飞向空中、自主整理 一、合力做功与动能变化
1、合力做功的计算方法多个力对物体做功求总功时,注意到功是一个标量,是一个过程量,方法有两种:一是分别求出物体受到的各个力做的功,然后再求代数和;二是先求出物体受到的
第 1 页 共 1 页
合外力,然后求合外力做的功、2、由动能增量计算合力做功(1)首先找出物体在合力做功的一段时间内起始时刻的速率v
1、(2)然后找出物体在合力做功的一段时间末时刻的速率v 2、(3)计算动能的改变量为ΔE=mv22-mv 12、(4)合外力做功为W合=mv22-mv 12、
二、由动能增量计算变力做功
1、首先找出物体在变力做功的一段时间内起始时刻的速率v 1、2、然后找出物体在变力做功的一段时间末时刻的速率v 2、3、计算动能的改变量为ΔE=mv22-mv 12、4、变力做功为W变=mv22-mv 12、高手笔记
1、运用动能定理解决问题的步骤(1)选取研究对象,明确并分析运动过程、(2)分析受力及各力做功的情况,有哪些力,有哪些力做功,在哪段位移过程中做功,正功还是负功,做了多少功、最后求出各个力做功的代数和、(3)明确过程始末状态的动能Ek1及Ek
2、(4)列方程W总=Ek2-Ek1,必要时注意分析题目的隐含条件,补充方程进行求解、2、应用动能定理解题时需注意的问题(1)应用动能定理解题时,在分析过程的基础上,无须深究物体运动过程中状态变化的细节,只需考虑整个过程中各个力做的总功及物体的初动能和末动能、(2)动能定理的研究对象是单个物
第 1 页 共 1 页
体,作用在物体上的外力包括所有的力,因此必须对物体进行受力分析、(3)动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系,一般以地面为参考系、(4)求总功可分为下述两种情况:①若各恒力同时作用一段位移,可先求出物体所受的合外力,再求总功;也可用总功等于各力所做功的代数和的方法求、②若各力不同时对物体做功,总功应为各阶段各力做功的代数和、名师解惑
1、运用动能定理应注意的问题剖析:(1)动能定理既适用于恒力做功,也适用于变力做功,既适用于直线运动,也适用于曲线运动、(2)在应用动能定理解决问题时,动能定理中的位移、速度等物理量都要选取同一个惯性系,一般都选地面为参考系、(3)变力作用过程和某些曲线运动问题,用牛顿第二定律结合运动学公式往往难以求解,但用动能定理则迎刃而解、(4)当物体的运动是由多个物理过程组成而又不需要研究中间状态时,可以把多个过程看作一个全过程进行研究,从而避开运动过程的细节、2、应用牛顿运动定律解题和应用动能定理解题的比较剖析:动能定理是由牛顿运动定律推导而来的,凡不涉及加速度和时间的问题,原则上都可用动能定理来求解、但牛顿运动定律不能求解的问题,有时用动能定理也可求解,比如变力做功问题、 牛顿运动定律解决的是瞬时问题,处理一些状态量之间的关系比较方便;动能定理将状态量的变化与过程相联系,在不需要关注具体过程的情况下是比较方便的、
第 1 页 共 1 页
第 1 页 共 1 页