专题3 动能定理的应用 课件-2021-2022学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第八章 机械能守恒定律 专题3 动能定理的应用 教学目标 ①进一步理解动能定理，会利用动能定理分析变力做功问题； ②会利用动能定理分析相关的图像问题； ③会利用动能定理分析多过程问题； 教学重点 ①进一步理解动能定理，会利用动能定理分析变力做功问题； ②会利用动能定理分析相关的图像问题； ③会利用动能定理分析多过程问题； 教学难点 ①进一步理解动能定理，会利用动能定理分析变力做功问题；②会利用动能定理分析多过程问题； 复习回顾 1、动能的表达式、单位和矢量性 2、动能定理的表达式 3、对动能定理的理解 4、动能定理的解题步骤 1、如图所示，物体(可看成质点)沿一曲面从A点无初速度下滑，当滑至曲面的最低点B点时，下滑的竖直高度h＝5 m，此时物体的速度v＝6 m/s.若物体的质量m＝1 kg，g取10 m/s2，求物体在下滑过程中克服阻力所做的功. 一、运用动能定理求变力做功 解析　物体在曲面上的受力情况为：受重力、弹力和摩擦力，其中弹力不做功. 设摩擦力做功为Wf，由A→B根据动能定理得mgh＋Wf＝ mv2－0，解得Wf＝－32 J. 故物体在下滑过程中克服阻力所做的功为32 J. 2、如图所示，光滑斜面的顶端固定一弹簧，一小球向右滑行，并冲上固定在水平地面上的斜面.设小球在斜面最低点A的速度为v，压缩弹簧至C点时弹簧最短，C点距地面高度为h，重力加速度为g，则从A到C的过程中弹簧弹力做的功是 A 3、一个质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点，小球在水平拉力F作用下，从平衡位置P点缓慢地移动到Q点，OQ与OP的夹角为θ，如图3所示，重力加速度为g，则拉力F所做的功为 A.mglcos θ B.mgl(1－cos θ) C.Flcos θ D.Flsin θ B 1、(多选)在平直的公路上，汽车由静止开始做匀加速运动.当速度达到vm后，立即关闭发动机滑行直至停止.v－t图像如图4所示，汽车的牵引力大小为F1，摩擦力大小为F2，全过程中，牵引力做的功为W1，克服摩擦力做功为W2.以下关系式正确的是 A.F1∶F2＝1∶3 B.F1∶F2＝4∶3 C.W1∶W2＝1∶1 D.W1∶W2＝1∶3 二、动能定理在图像中的应用 BC 2、(多选)如图甲所示，质量m＝2 kg的物体以100 J的初动能在粗糙程度相同的水平地面上滑行，其动能Ek随位移x变化的关系图像如图乙所示，则下列判断中正确的是 A.物体运动的总位移大小为10 m B.物体运动的加速度大小为10 m/s2 C.物体运动的初速度大小为10 m/s D.物体所受的摩擦力大小为10 N ACD 3、物体沿直线运动的v－t图像如图1所示，已知在第1 s内合力对物体做功为W，则 A.从第1 s末到第3 s末合力做功为4W B.从第3 s末到第5 s末合力做功为－2W C.从第5 s末到第7 s末合力做功为W D.从第3 s末到第4 s末合力做功为－0.5W C 动能定理的解题步骤： ①明确研究对象和研究过程。 ②受力分析，确定各力做功及其正负，求出总功。 ③确定初末位置的动能。 ④列动能定理表达式。 对于包含多个运动阶段的复杂运动过程，可以选择分段或全程应用动能定理. 1.分段应用动能定理时，将复杂的过程分割成一个个子过程，对每个子过程的做功情况和初、末动能进行分析，然后针对每个子过程应用动能定理列式，最后联立求解. 2.全程应用动能定理时，分析整个过程中出现过的各力的做功情况，确定整个过程中合外力做的总功，然后确定整个过程的初、末动能，针对整个过程利用动能定理列式求解. 3.当题目已知量和所求量不涉及中间量时，选择全程应用动能定理更简单、更方便. 三、利用动能定理分析多过程问题 1、如图所示，右端连有一个固定光滑弧形槽的水平桌面AB长L＝1.5 m，一个质量为m＝0.5 kg的木块在F＝1.5 N的水平拉力作用下，从桌面上的A端由静止开始向右运动，木块到达B端时撤去拉力F，木块与水平桌面间的动摩擦因数μ＝0.2，取g＝10 m/s2.求： (1)木块沿弧形槽上升的最大高度(木块未离开弧形槽)； (2)木块沿弧形槽滑回B端后，在水平桌面上滑行的最大距离. (1)木块沿弧形槽上升的最大高度(木块未离开弧形槽)； 解析　设木块沿弧形槽上升的最大高度为h，木块在最高点时的速度为零. 从木块开始运动到沿弧形槽上升到最大高度处，由动能定理得： FL－FfL－mgh＝0 其中Ff＝μFN＝μmg＝0.2×0.5×10 N＝1.0 N (2)木块沿弧形槽滑回B端后，在水平桌面上滑行的最大距离. 解析　设木块离开B点后，在水平桌面上滑行的最大距离为x，由动能定理得： mgh－Ffx＝0 2、如图所示，将物体从倾角为θ的固定斜面上由静止释放，开始向下滑动，到达斜面底