8.3 动能和动能定理（第2课时：动能定理的四类典型问题）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 第3节 动能定理(第2课时) 一、动能定理与系统 二、动能定理与变力做功 第3节 动能定理(第2课时) 三、动能定理与图像 四、动能定理与多过程做功 【问题与思考】如图所示，质量分别为m和3m的物体A、B，用轻绳连接跨在一个定滑轮两侧，轻绳正好拉直，已知重力加速度为g，释放后，求A上升H后的速度？ T mg T 3mg 解:对A、B受力分析 A: T-mg＝ma B: 3mg-T＝ H＝ v2-0 2a 得v= gH 3ma 得a= 0.5g 法1：由牛二 F合=ma 法2：由动能定理 WG+WT＝ΔEk A: -mgH+TH＝ B: 3mgH-TH＝ 2mgH＝ 1 2 4mv2 得v= gH 思考：绳子对A、B两个物体做的功有什么特点？ 1 2 mv2-0 1 2 3mv2-0 A B v0 FN S FN S/ 思考1:由绳连接的系统,绳做的功对系统的总动能是否影响? F弹 F弹 A B v共 绳弹力做功对系统总动能无影响。 直接接触和杆弹力做功对系统总动能无影响。 弹簧弹力做功对系统总动能有影响。 lA lB F A B F A B f f F A B F A B Ff Ff l1 l2 l3 l 静摩擦力做的功无影响 思考2:系统内力中的摩擦力做功对系统的总动能是否影响? A对B做的功WAB=______ B对A做的功WBA=_______ fl -fl A对B做的功WAB=______ B对A做的功WBA=_______ Ffl1 -Ffl2 一对滑动摩擦力对系统做负功。 一对滑动摩擦力做功之和WAB+WBA=________________ Ffl1-Ffl2 =-Ffl3 一、动能定理与系统 1.系统动能定理: 合外力与合内力对系统做的功，等于系统在这个过程中动能的变化。 2.公式: W合外+W合内= 注意: ②内力中滑动摩擦力会对系统做负功， ①内力中弹簧的弹力会对系统做功。 Ek总末- Ek总初 A B v0 F弹 F弹 A B v共 A B v0 【典例1】(多选)如图所示，一子弹以水平速度射入放置在光滑水平面上原来静止的木块，并留在木块中，在此过程中子弹钻入木块的深度为d，木块的位移为，木块与子弹间的摩擦力大小为Ff，则( 　 ) A．Ff对木块做功为Ff B．Ff对子弹做功为Ff(＋d) C．子弹和木块这个系统总动能不变 D．子弹和木块这个系统总动能减小 AD 【典例2】(多选)如图所示，质量为m0、长度为的小车静止在光滑的水平面上。质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端。现在一水平恒力F作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动，物块和小车之间的摩擦力为Ff。经过时间t，小车运动的位移为x，物块刚好滑到小车的最右端(　 ) A.此时物块的动能为(F－Ff)(x＋) B.此时小车的动能为Ff(x＋) C.这一过程中，系统的总动能减小 D.这一过程中，系统的总动能增加 AD 二、动能定理与变力做功 1.动能定理不仅适用于求恒力做功，也适用于求变力做功，同时因为不涉及变力作用的过程分析，应用非常方便。 2.利用动能定理求变力做的功是最常用的方法，当物体受到一个变力和几个恒力作用时，可以用动能定理间接求变力做的功，即W变＋W其他＝ΔEk。 【典例3】如图所示，质量为m的物块与水平转台之间的动摩擦因数为μ，物块与转台转轴相距R，物块随转台由静止开始转动并计时，在t1时刻转速达到n，物块即将开始滑动。保持转速n不变，继续转动到t2时刻。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则(　 ) D A．在0～t1时间内，摩擦力做功为零B．在t1～t2时间内，摩擦力做功不为零C．在0～t1时间内，摩擦力做功为2μmgRD．在0～t1时间内，摩擦力做功为(μmgR/2) 【典例4】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，如图所示，重力加速度为g，则拉力F所做的功为(　 ) A．mglcosθ　　　　　　 B．mgl(1－cosθ) C．Flcosθ D．Flsinθ B -mgl(1－cosθ)＋WF＝0 【典例5】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s，如图所示，已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，物体与弹簧相碰后，弹簧的最大压缩量为，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( 　 ) A Wf+（-W克t）=∆EK -μmg(S+l)-W克t= 0- 1 2 mv02 W克t= 1 2 mv02- μmg(S+l) 三、动能定理与图像 1.首先看清楚图像