《拓展课 动能定理的综合应用》机械能守恒定律PPT优质课件

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知识拓展

拓展点一　动能定理与牛顿运动定律的比较

1.理解比较

2.应用比较

[试题案例]

[例1] 如图所示，一质量为2 kg的铅球从离地面2 m高处自由下落，陷入沙坑2 cm深处，求沙子对铅球的平均阻力大小。(g取10 m/s2)

解析　法一　应用牛顿第二定律与运动学公式求解。

设铅球做自由落体运动到沙面时的速度为v，则有v2＝2gH。

在沙坑中的运动阶段，设铅球做匀减速运动的加速度大小为a，则有v2＝2ah。

法二　应用动能定理分段求解。

法三　应用动能定理全程求解。

铅球下落全过程都受重力，只有进入沙中铅球才受阻力Ff，重力做功WG＝mg(H＋h)，阻力做功Wf＝－Ffh。由动能定理得mg(H＋h)－Ffh＝0－0，代入数据得Ff＝2 020 N。

答案　2 020 N

[针对训练1] 如图是冰上体育比赛“冰壶运动”的场地示意图(冰面水平)。在某次训练中，甲队员将质量m＝20 kg的一个冰壶从左侧的A处向右推出，冰壶沿中心线运动到与A点相距为x＝30 m的营垒中心O处恰好停下。此后，乙队员将完全相同的第二个冰壶同样在A处向右推出，冰壶从A处运动到O处经过的时间为t＝10 s。已知两个冰壶与冰面间的动摩擦因数都为μ＝0.02，冰壶都可视为质点，取g＝10 m/s2。求：

(1)第一个冰壶被推出时的动能；

(2)第二个冰壶即将碰到第一个冰壶时的速度大小。

拓展点二　动能定理与图像的结合

分析动能定理和图像结合的问题时一定要弄清图像的物理意义，要特别注意图像的形状、交点、截距、斜率、面积等信息，并结合运动图像构建相应的物理模型，选择合理的规律求解有关问题。

方法总结　“三步法”分析动能定理结合图像问题

[针对训练2] (多选)在平直公路上，汽车由静止开始做匀加速运动，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Ff，全过程中牵引力做功W1，克服摩擦力做功W2，则(　　)

A.F∶Ff＝1∶3 B.F∶Ff＝4∶1

C.W1∶W2＝1∶1 D.W1∶W2＝1∶3

拓展点三　利用动能定理处理曲线运动的多过程问题

1.平抛运动、圆周运动属于曲线运动，若只涉及位移和速度而不涉及时间，应优先考虑用动能定理列式求解。

2.用动能定理解题，关键是对研究对象进行准确的受力分析及运动过程分析，并画出物体运动过程的草图，让草图帮助我们理解物理过程和各量关系。

3.若物体的运动过程包含多个运动阶段，可分段应用动能定理，也可全程运用动能定理。若不涉及中间量，全程应用动能定理更简单、更方便。若涉及多个力做功，应注意力与位移的对应性。

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