8.3 专题二：动能定理应用 课件-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

该高中物理课件聚焦动能定理综合应用，涵盖利用动能定理求变力做功、分析多过程问题及在曲线运动中的应用，通过例题（如物体沿曲面下滑求阻力做功）和针对训练衔接机械能守恒定律，搭建从基础到综合的学习支架。 其亮点在于结合实例（如多过程木块运动、曲线运动中小球过圆弧轨道）强化能量观念与科学推理，采用“例题解析-针对训练-课时对点练”递进设计，帮助学生建构物理模型，提升解题能力，教师可直接用于教学，提高课堂效率。

中物理 第八章 机械能守恒定律 （高一 下） 专题：动能定理综合应用 新教材人教版 物理（高中必修第二册） 一、利用动能定理求变力做功 用动能定理求解变力做功的方法 在一个有变力做功的过程中，当变力做功无法直接通过功的公式求解时， 可用动能定理 若物体初、末速度已知，恒力做功W恒可根据功的公式求出，则 一、利用动能定理求变力做功 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. 例1 一、利用动能定理求变力做功 如图所示，光滑斜面的顶端固定一弹簧，一质量为m的小球向右滑行，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 针对训练 √ 一、利用动能定理求变力做功 (2021·宿迁市高一期末)如图所示，一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点的正下方P点.球在水平拉力的作用下，在竖直平面内从P点缓慢地移动到Q点，此时轻绳与竖直方向夹角为θ.已知 重力加速度为g. (1)求在此过程中水平拉力做的功W； (2)若小球在水平拉力F＝mg作用下，从P点运动到Q点， 求小球在Q点的速度大小． 例2 二、利用动能定理分析多过程问题 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． 二、利用动能定理分析多过程问题 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． 例3 二、利用动能定理分析多过程问题 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，到达斜面底端与挡板相碰后，原速率弹回.已知物体开始时距底端高度为h，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，求物体从开始到 停止通过的路程. 例4 二、利用动能定理分析多过程问题 针对训练1 如图所示，光滑固定斜面AB的倾角θ＝53°，BC为水平面，BC长度lBC＝1.1 m，CD为光滑的 圆弧，半径R＝0.6 m.一个质量m＝2 kg的物体，从斜面上A点由静止 开始下滑，物体与水平面BC间的动摩擦因数μ＝0.2，轨道在B、C两点平滑连接.当物体到达D点时，继续竖直向上运动，最高点距离D点的高度h＝0.2 m.不计空气阻力，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，g取10 m/s2.求： (1)物体运动到C点时的速度大小vC； (2)A点距离水平面的高度H； (3)物体最终停止的位置到C点的距离s. 三、动能定理在曲线运动中的应用 动能定理常与平抛运动、圆周运动相结合 (1)与平抛运动相结合时，要注意应用运动的合成与分解的方法，如分解位移或分解速度求平抛运动的有关物理量． (2)与竖直平面内的圆周运动相结合时，应特别注意隐藏的临界条件： ①可提供支撑效果的竖直平面内的圆周运动，物体能通过最高点的临界条件为vmin＝0. ②不可提供支撑效果的竖直平面内的圆周运动，物体能通过最高点的临界条件为只有重力提供向心力， 三、动能定理在曲线运动中的应用 (2022·宁波市北仑中学高一期中)如图所示，竖直平面内有一光滑圆弧轨道，其半径为R＝0.5 m，平台与轨道的最高点等高.一质量m＝0.8 kg的小球(可视为质点)从平台边缘的A处以v0＝3 m/s的水平速度射出，恰能沿圆弧轨道上P点的切线方向进入轨道内侧，轨道半径OP与竖直线的夹角为53°，已知sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6. (1)求小球到达P点时的速度大小vP； (2)求小球到达圆弧轨道最低点时的速度大小以及对轨道的压力； (3)小球沿轨道通过圆弧的最高点Q时对轨道的内壁还是外壁有弹力，并求出弹力的大小． 例5 三、动能定理在曲线运动中的应用 针对训练2　(2022·湖南高一期中)科技助力北京冬奥：我国自主研发的“人体高速弹射装置”几秒钟就能将一名滑冰运动员从静止状态加速到指定速度，辅助滑冰运动员训练各种滑行技术．如图所示，某次训练，弹射装置在加速阶段将质量m＝60 kg的滑冰运动员加速到速度v0＝8 m/s后水平向右抛出，运动员恰好从A点沿着圆弧的切线方向进入光滑圆弧轨道AB.AB圆弧轨道的半径为R＝5 m，B点是圆弧轨道的最低点，圆弧轨道与水平轨道BD平滑连接，A与圆心O的连线与竖直方向成37°角．MN是一段粗糙的水平轨道，滑冰运动员与MN间的动摩擦因数μ＝0.08，水平轨道其他部分光滑．最右侧是一个半径为r＝2 m的半圆弧光滑轨道，C点是半圆弧光滑轨道的最高点，半圆弧光滑轨道与水平轨道BD在D点平滑连接．取重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.整个运动过程中将运动员简化为一个质点． (1)求运动员水平抛出点距A点的竖直高度； (2)求运动员经过B点时对轨道的压力大小； (3)若运动员恰好能通过C点，求MN的长度L. 课时对点练 1.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与一水平轻弹簧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，物体与弹簧接触后，弹簧的最大压缩量为x，重力加速度为g，则从开始接触到弹簧被压缩至最短(弹簧始终在弹性限度内)，物体克服弹簧弹力所做的功为 √ 课时对点练 2.如图所示，运动员把质量为m的足球从水平地面踢出，足球在空中到达的最高点的高度为h，在最高点时的速度为v，不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法中正确的是 √ 课时对点练 3.质量为m的小球被系在轻绳一端，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，如图所示，运动过程中小球受到空气阻力的作用.设某一时刻小球通过轨迹的最低点，此时绳子的张力为7mg，在此后小球继续做圆周运动，经过半个圆周恰好能通过最高点，已知重力加速度为g，则在此过程中小球克服空气阻力所做的功是 √ 课时对点练 4.如图所示，一薄木板斜放在高度一定的平台和水平地板上，其顶端与平台相平，末端置于地板的P处，并与地板平滑连接.将一可看成质点的滑块自木板顶端无初速度释放，滑块沿木板下滑，接着在地板上滑动，最终停在Q处.滑块与木板及地板之间的动摩擦因数相同.现将木板截短一半，仍按上述方式放在该平台和水平地板上，再次将滑块自木板顶端无初速度释放，则滑块最终将停在 A.P处 B.P、Q之间 C.Q处 D.Q的右侧 √ 课时对点练 5.如图所示，一长L＝0.45 m、不可伸长的轻绳上端悬挂于M点，下端系一质量m＝1.0 kg的小球，CDE是一竖直固定的圆弧形轨道，半径R＝0.50 m，OC与竖直方向的夹角θ＝60°，现将小球拉到A点(保持绳绷直且水平)由静止释放，当它经过B点时绳恰好被拉断，小球平抛后，从圆弧形轨道的C点沿切线方向进入轨道，刚好能到达圆弧形轨道的最高点E，重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力，求： (1)小球到B点时的速度大小； (2)轻绳所受的最大拉力大小； (3)小球在圆弧形轨道上运动时克服阻力做的功． 6.如图所示，水平轨道BC的左端与固定的光滑竖直四分之一圆弧轨道相切于B点，右端与一倾角为θ＝30°的光滑固定斜面轨道在C点平滑连接，物体经过C点时速率不变．斜面顶端固定一轻质弹簧，一质量为m＝2 kg的滑块(可看成质点)从圆弧轨道的顶端A点由静止释放，经水平轨道后滑上斜面轨道并压缩弹簧，第一次可将弹簧压缩至D点．已知光滑圆弧轨道的半径R＝5.0 m，水平轨道BC长L＝3.0 m，滑块与水平轨道之间的动摩擦因数μ＝0.5，光滑斜面轨道上CD长s＝3.0 m，g取10 m/s2， (1)滑块第一次经过B点时对轨道的压力； (2)整个过程中弹簧具有的最大弹性势能； (3)滑块最后停止的位置距B点的距离． 课时对点练 课时对点练 课时对点练 THANKS “ ” A.mgh－mv2 B.mv2－mgh C.－mgh D.－(mgh＋mv2) A.mv02－μmg(s＋x) B.mv02－μmgx C.μmgs D.μmg(s＋x) A.运动员踢球时对足球做功mv2 B.足球上升过程重力做功mgh C.运动员踢球时对足球做功mv2＋mgh D.足球上升过程克服重力做功mv2＋mgh A.mgR B.mgR C.mgR D.mgR $