第二章 能的转化与守恒（学案二）-2020年高中同步教与学物理（鲁科版必修2）

高中同步教与学·学案( 第二章能的转化与守恒 第1节动能的改变 重点难点突破 答案飞行子弹的动能大. 【例2】如图所示,质量为m的物体从高为h、倾角为0的光 1.应用动能定理解题的注意点 滑斜面顶端由静止开始沿斜面下滑,最后停在水平面上,已知物 (1)动能定理的研究对象是单个物体,必须考虑所有作用在物体与水平面间的动摩擦因数为…求 体上的外力做的功,因此必须对物体进行受力分析.求总功可分下 (1)物体滑至斜面底端时的速度; 述两种情况:a.各恒力同时作用同一段位移,可先求出物体所受合 (2)物体在水平面上滑行的距离 外力,再求总功;也可用总功等于各力做功的代数和的方法来求 (不计斜面与平面交接处的动能损失) b.各力不同时对物体做功,W应为各阶段各力做功的代数和 (2)确定研究过程遵循“取大为优”的原则 若物体运动包含几个不同的物理过程,解题时可以分段用 动能定理列式求解,但如可以对整个过程列式求解,一般整体列 式求解较方便,即选择研究过程“取大为优 解析(1)物体下滑过程中只有重力做功,且重力做功与路 (3)用动能定理求变力做功 径无关,由动能定理:mgh=mx72 动能定理虽然是在恒力作用、物体做匀加速直线运动的情 况下推导出来的,但同样适用于外力是变力,物体做曲线运动的 可求得物体滑至斜面底端时速度大小为v=√2gh 情况.变力的功无法从功的定义式求得,但能由动能定理求出,当 (2)设物体在水平面上滑行的距离为1,由动能定理 运动物体的初、末动能已知,就可以用动能定理求变力做的功 mg=0-2m,解得:!=2m= (4)动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参照系, 般以地面为参照系 答案(1)√2gh(2) (5)动能定理是功能基本关系之一,凡是涉及力所引起的位题型2用动能定理求恒力做功 移而不涉及运动加速度的问题,应用动能定理分析和讨论,比用【例3】如图所示,用拉力F使一个质量为m的木箱由静 牛顿第二定律简单 止开始在水平冰道上移动了s后撒去F,拉力F跟木箱前进的方 用动能定理解题的基本步骤 向的夹角为0,木箱与冰道间的动摩擦因数为μ,求:撤去F时木 (1)确定研究对象和研究过程 箱获得的速度及撤去F后木箱滑行的距离. (2)对研究对象的每个运动过程进行受力分析 F )确定出研究对象在研究过程中合外力的功和初、末状态 的动能; (4)由动能定理列出方程,求出结果; (5)对结果进行分析和讨论 解析撤去拉力F前,F对物体做正功,摩擦力F1做负功 典型例题分析 G和FN不做功.初动能Ek=0,末动能Ek=bm2.由动能定理 题型1动能和动能定理 得: Escos a-F1s=mv2-0,且F=(mg=Fsin), 【例1】质量为20g、以0.8km/s的速度飞行的子弹与质 量为60kg、以10m/s的速度奔跑的运动员,二者相比,哪一个的 解得:v= /2[Fcos 0-u(mg- Fsin 0)s] 动能较大? 撒去F后,木箱在摩擦力作用下滑行到停止,由动能定理: 解析物体的动能大小与其质量和速度的大小关系是Ek F1=pmg,得 ,[Escos 0-u(mg- Fsin 0)]s 飞行子弹的动能 Aing m 答案v=√/2Fcb=nOmg=FsnO 2×20×10-×(0.8×10)2J ,[F cos 8-u(mg- F sin 0)]s 探究总结应用动能定理时,首先要确定研究对象和运动过 运动员的动能: 程,再进行受力分析,判断出毎个力做功的情况,求出各力做功的 m2v=×60×102J=3×103J<E 代数和,应用动能定理一定要规范列式,等式的左边为合力的功 即飞行子弹的动能较大 右边为动能的变化 本题求撤去F后木箱滑行的距离s′,还可以对全过程列式 高中同步教与学·学案( Escosθ-Fs-F'′=0-0,代入F、F'的表达式即可求得s’,仅丨力也未知,用牛顿第二定律也无法求解,但用动能定理求解并不 对求s'而言,两种方法比较,过程取大较方便 麻烦 【例4】质量为m的小滑块从高为h的斜面顶端自静止开 【例6】电动机通过一绳吊起一质量为8kg的物体,绳的拉 始滑下,最后停在平面上的B点,如图所示,若该物体从斜面顶力不能超过120N,电动机的功率不能超过1200W,要将此物体 端以初速度w沿斜面滑下,则停在平面上的C点.已知AB=由静止起用最快的方式吊高90m(已知此物体在被吊高达到 BC,求物体在斜面上克服摩擦力做的功 90m时恰达到最大速度)所需时间为多少?(g=10m/s2) 解析因牵引力最大值为120N,题目要求以最快方式提升 90m,只能先在最大拉力作用下匀加速上升,达到额定功率后再 以额定功率上升 加速度 muxmg 120 解析本题可分段对小滑块用动能定理,即在斜面上、水平 面上分别列式,两