专题 动能定理的应用 课件 -2023-2024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 动能定理的应用 本节要点： 【典例2】物体在恒定水平推力F的作用下沿粗糙水平面由静止开始运动，发生位移s1后即撤去力F ，物体由运动一段距离后停止运动。整个过程的V–t图线如图所示。求推力F与阻力f的比值. 【解法1】 由动能定理得 WF + Wf =0 即：Fs1 +（–fs）=0 由V–t图线知 s ：s1 = 4 ：1 所以 F ：f = s ：s1 结果：F ：f = 4 ：1 F s1 s 0 1 2 3 4 v t 题型一：直线运动 F s1 s 0 1 2 3 4 v t 撤去F前，由动能定理得 （F – f）s1 = V 撤去F后，由动能定理得 – f(s –s1) = 0 – 两式相加得 Fs1 +（ –fs）= 0 由解法1知 F ：f = 4 ：1 【解法3】牛顿定律结合匀变速直线运动规律（同学们自己尝试） 【解法2】分段用动能定理 题型一：直线运动 【典例3】物体从高H处由静止自由落下，不计空气阻力，落至地面沙坑下h处停下，求物体在沙坑中受到的平均阻力是其重力的多少倍？ 由动能定理得：WG +Wf =0 mg（H+h）–fh=0 题型一：直线运动 【解析】 【典例4】某人从距地面25m高处水平抛出一小球，小球质量100g，出手时速度大小为10m/s,落地时速度大小为16m/s，取g=10m/s2，求： （1）人抛球时对小球做多少功？ （2）小球在空中运动时克服阻力做功多少？ 题型二：曲线运动 v0 h v 人抛球： 球在空中： 得：W人=5J 得：Wf=17.2J 【解析】 例．把质量为0.5kg的石块从10m高处以与水平方向抛出，初速度大小是v0=5m/s。（不计空气阻力） （1）请求解石块落地时的速度大小。 解题思路：动能定理 解题思路：平抛运动 题型二：曲线运动 题型二：曲线运动 变式：把质量为0.5kg的石块从10m高处以与水平方向成θ角斜向上抛出，初速度大小是v0=5m/s。（不计空气阻力） （1）请求解石块落地时的速度大小。 问题：斜抛？ 新思路：动能定理！ 解：只有重力做功 【典例5】如图所示，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高，质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的正压力为2mg，重力加速度大小为g。质点自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为( ) FN = 2mg 题型二：曲线运动 【解析】 【典例6】如图,光滑水平薄板中心有一个小孔,在孔内穿过一条质量不计的细绳,绳的一端系一小球,小球以O为圆心在板上做匀速圆周运动,半径为R,此时绳的拉力为F,若逐渐增大拉力至8F,小球仍以O为圆心做半径为0.5R的匀速圆周运动,则此过程中绳的拉力做的功为多少？ F 初：F=mV12/R 末：8F=mV22/0.5R 则：EK1= ½mV12= ½FR EK2= ½mV22=2FR 题型二：曲线运动 【解析】 由动能定理得：W=EK2－EK1=1.5FR 【典例7】质量为m的物体以初速度v0沿水平面向左开始运动,起始点A与一轻弹簧O端相距x,如图所示,已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ,物体与弹簧相碰后,弹簧的最大压缩量为l,则从开始碰撞到弹簧被压缩至最短,物体克服弹簧弹力所做的功为(　　) C.μmgx D.μmg(x+l) 题型三：求变力做功 【正确答案】A 【典例8】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的作用下，从平衡位置P点缓慢地移到Q点，则力F所做的功为( ) A. mgLcos  B. mgL（1 – cos  ） C. FLsin  D. FLcos   P Q F s T mg 【解析】 由P到Q，由动能定理得：WF + WG = 0 即WF – mgL（1 –cos ）=0 ∴ WF = mgL（1 – cos  ） 题型三：求变力做功 【正确答案】B 题型三：求变力做功 【典例9】在温州市科技馆中，有个用来模拟天体运动的装置，其内部是一个类似锥形的漏斗容器，如图甲所示．现在该装置的上方固定一个半径为R的四分之一光滑管道AB，光滑管道下端刚好贴着锥形漏斗容器的边缘，如图乙所示．将一个质量为m的小球从管道的A点静止释放，小球从管道B点射出后刚好贴着锥形容器壁运动，由于摩擦阻力的作用，运动的高度越来越低，最后从容器底部的孔C掉下，(轨迹大致如图乙虚线所示)，已知小球离开C孔的速度为v，A到C的高度为H.求：(1)小球达到B端的速度大小． (2)小球在管口B端受到的支持力大小． (3)小球在锥