(二)进行新课:

1.应用动能定理求变力的功。

例题1、如图1所示,AB为1/4圆弧轨道,半径为R=0.8m,BC是水平轨道,长S=3m,BC处的摩擦系数为μ=1/15,今有质量m=1kg的物体,自A点从静止起下滑到C点刚好停止。求物体在轨道AB段所受的阻力对物体做的功。

(先让学生自己做一做,然后老师再给予点拔)

 解析:物体在从A滑到C的过程中,有重力、

AB段的阻力、BC段的摩擦力共三个力做功,WG=mgR,fBC=umg,由于物体在AB段受的阻力是变力,做的功不能直接求。根据动能定理可知:W=0,

所以mgR-umgS-WAB=0

即WAB=mgR-umgS=1×10×0.8-1×10×3/15=6(J)

归纳小结:如果我们所研究的问题中有多个力做功,其中只有一个力是变力,其余的都是恒力,而且这些恒力所做的功比较容易计算,研究对象本身的动能增量也比较容易计算时,用动能定理就可以求出这个变力所做的功。

2.应用动能定理简解多过程问题。

例2:如图2所示,斜面足够长,其倾角为α,

质量为m的滑块,距挡板P为S0,以初速度V0沿斜

面上滑,滑块与斜面间的动摩擦因数为μ,滑块所受摩擦力小于滑块沿斜面方向的重力分力,若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失,

求:(1)滑块将向上作什么样的运动?

(2)求滑块第一次到最高点时经过的路程?

(3)求滑块在斜面上经过的总路程为多少?

解析:(1)滑块在滑动过程中,要克服摩擦力做功,其机械能不断减少;又因为滑块所受摩擦力小于滑块沿斜面方向的重力分力,所以最终会停在斜面底端。

(2)在整个过程中,受重力、摩擦力和斜面支持力作用,其中支持力不做功。设其经过的总路程为L,对全过程,由动能定理得:

(3)滑块在斜面上经过的总路程与(2)中所求相同。

思考:

1.若物体初速度方向沿斜面向下,此题应如何解答?()

2.若物体初速度方向向上,滑块所受摩擦力大于滑块沿斜面方向的重力分力,物体运动情况如何变化?

3.若未给定初速度方向,但给定滑块所受摩擦力大于滑块沿斜面方向的重力分力,本题应如何去分析?

强调:答题一定要仔细审题,题中条件变了,物理情景会发生本质变化,对此审题定要慎重!

(一)复习提问,引入新课:

乒乓球在与地面反复的碰撞过程中,所通过的总路程如何计算最方便呢?这个问题虽然用牛顿定律结合运动学公式可以解决,但过程较复杂。

我们在踢足球时,如何求解踢球过程中,我们的脚对足球所做的功呢?人的脚在与足球接触中这个力是变化的,我们无法直接用公式W=Fscosα来计算对足球所做的功。如果能知道力对足球所做的功跟足球动能变化的关系,就能很方便地解决这个问题了。

那么,外力对物体做的功跟物体动能的变化有什么关系呢?动能定理就给出了它们之间定量的关系。

提问1:动能定理的基本内容是什么?

(学生回答:外力对物体所做的总功,等于物体动能的变化)

提问2:动能定理的表达式是怎样的?是标量式还是矢量式?

(学生回答:W=EK2-EK1,是标量式)

提问3:如何理解动能定理?动能定理的解题步骤是怎样的?

(要求学生把上一节课的内容复习一遍)

动能定理可以由牛顿定律推导出来,原则上讲用动能定律能解决物理问题都可以利用牛顿定律解决,但在处理动力学问题中,若用牛顿第二定律和运动学公式来解,则要分阶段考虑,且必须分别求每个阶段中的加速度和末速度,计算较繁琐。但是,我们用动能定理来解就比较简捷。本节课就研究动能定理解决某些动力学问题的优越性。

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