8.3.2动能定理专题 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专题强化，涵盖变力做功、图像问题、多过程、往复运动及平抛与圆周运动中的应用。从基础动能定理出发，通过实例搭建从恒力到变力、单一过程到复杂过程的学习支架，衔接前后知识脉络。 其亮点在于以能量观念为核心，结合变力做功的曲面下滑问题、图像问题的v-t图像分析等实例，培养科学思维中的模型建构与科学推理能力。采用问题驱动与分层例题设计，帮助学生深化物理观念，教师可直接用于专题教学提升效率。

第八章 机械能守恒定律 8.3.2 动能定理专题强化 人教版（2019）必修 第二册 PART 1 应用动能定理求变力做功 用动能定理求解变力做功的方法 (1)分析物体的受力情况，确定做功过程中的哪些力是恒力，哪些力是变力。如果是恒力，写出恒力做功的表达式；如果是变力，用相应功的符号表示出变力做的功。 (2)分析物体的运动过程，确定其初、末状态的动能。 (3)运用动能定理列式求解。 应用动能定理求变力做功 观察与思考 如图所示，物体(可看成质点)沿一粗糙曲面从A点无初速度下滑，当滑至曲面的最低点B点时，下滑的竖直高度为h，此时物体的速度为v。若物体的质量为m，重力加速度为g。则： (1)下滑过程中阻力是恒力还是变力？ 答案　变力。 (2)怎样求解物体在下滑过程中克服阻力所做的功？ 例1 应用动能定理求变力做功 如图所示，质量为m的物体与水平转台间的动摩擦因数为μ，物体与转轴相距为R，物体随转台由静止开始转动。当转速增至某一值时，物体即将在转台上滑动，此时转台开始匀速转动。设物体的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，重力加速度为g。 则在这一过程中摩擦力对物体做的功是 √ 例2 应用动能定理求变力做功 (1)小车运动的最大速度的大小； 答案　2 m/s (2)机器人在这段时间对小车和货物做的功； 答案　400 J (3)小车发生这段位移所用时间t。 答案　10 s 如图所示，运输机器人水平推着小车沿水平地面从静止开始运动，机器人对小车和货物做功的功率恒为40 W，已知小车和货物的总质量为20 kg，小车受到的阻力为小车和货物重力的1/10，小车向前运动了18 m时达到最大速度，重力加速度g取10 m/s2。求： 例3 应用动能定理求变力做功 PART 2 动能定理在图像问题中的应用 动能定理在图像问题中的应用 1.首先看清楚图像的种类(如v-t图像、F-x图像、Ek-x图像等)。 2.挖掘图像的隐含条件，求出所需物理量，如利用v-t图像与t轴所包围“面积”求位移，利用F-x图像与x轴所包围“面积”求功，利用Ek-x图像的斜率求合力等。 3.再分析还有哪些力做功，根据动能定理列方程，求出相应的物理量。 (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，克服摩擦力做的功为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 √ √ 动能定理在图像问题中的应用 例4 (多选)从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用。距地面高度h在3 m以内时，物体上升、下落过程中动能Ek随h的变化关系如图所示。重力加速度取10 m/s2。下列说法中正确的是 A.物体的质量为0.8 kg B.物体的质量为1 kg C.抛出后，物体上升的最大高度为6 m D.除受到重力外，物体受到另一个外力大小为4 N √ √ 例5 动能定理在图像问题中的应用 PART 3 应用动能定理解决多过程问题 一个物体的运动如果包含多个运动阶段，既可以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，然后应用动能定理列式联立求解，也可以全过程应用动能定理，这样不涉及中间量，解决问题会更简单方便。 选择全过程应用动能定理时，要注意有些力不是全过程都作用的，必须根据不同的情况区别处理，弄清楚物体所受的力在哪段位移上做功，做正功还是负功，正确写出总功。 应用动能定理解决多过程问题 如图所示，在距沙坑高h＝7 m处，以v0＝10 m/s的初速度 竖直向上抛出一个质量为0.5 kg的物体，物体落到沙坑并陷 入沙坑d＝0.4 m深处停下。不计空气阻力，重力加速度g取 10 m/s2。求： (1)物体上升到最高点时离抛出点的高度H； 答案　5 m 应用动能定理解决多过程问题 (2)物体在沙坑中受到的平均阻力Ff的大小。 答案　155 N 例1 方法二　分阶段分析。 设物体刚到达沙坑表面时速度为v 联立解得Ff＝155 N。 应用动能定理解决多过程问题 PART 4 应用动能定理解决往复运动问题 1.物体做往复运动时，如果用运动学、动力学观点去分析运动过程，会十分繁琐，甚至无法确定往复运动的具体过程和终态。这时就体现出动能定理的优势了。由于动能定理解题的优越性，求解多过程往复运动问题时，一般应用动能定理。 2.在有摩擦力做功的往复运动过程中，注意两种力做功的区别： (1)重力做功只与初、末位置有关，而与路径无关； (2)滑动摩擦力做功与路径有关，克服摩擦力做的功W克f＝Ffs(s为路程)。 应用动能定理解决往复运动问题 (1)物体第一次运动到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。 答案　4 m/s 1.02 m 0.4 m 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1/4圆弧，半径R＝0.6 m。一个质量m＝2 kg的物体(可视为质点)，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： 例2 PART 5 应动能定理在平抛运动、圆周运动中的应用 动能定理在平抛运动、圆周运动中的应用 动能定理常与平抛运动、圆周运动相结合，解决这类问题要特别注意： (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，mg=，vmin=。 　2022年2月，我国成功举办了第24届“冬奥会”，冬奥会让冰雪运动走向大众，让更多人认识冰雪，爱上冰雪。如图甲所示为滑雪大跳台，将其简化为如图乙所示模型：AB段和CD段是长度均为L=50 m的倾斜滑道，倾角均为37°；BC段是半径R=20 m的一段圆弧轨道，圆心角为37°，与AB段平滑连接；DE段为结束区。一滑雪爱好者连同装备总质量为m=60 kg，从A点由静止出发沿着滑道AB、BC下滑，从C点水平抛出落到斜面CD上的N点，点N到C的距离d=48 m。该爱好者可看作质点，将C到N的运动简化为平抛运动处理。忽略其运动过程中所受的空气阻力，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，重力加速度g取10 m/s2。求： 例3 (1)该滑雪爱好者运动到C点时对滑道的压力大小； (2)从开始运动到落至N点的过程中摩擦阻力做的功。 答案　1 368 N -12 720 J 动能定理在平抛运动、圆周运动中的应用 　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与竖直方向的夹角为53°，已知sin 53°=0.8，cos 53° =0.6，重力加速度g=10 m/s2，不计空气阻力，忽略轨道内、外壁的半径差。 (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4 动能定理在平抛运动、圆周运动中的应用 外壁　6.4 N 5 m/s m/s　54.4 N，方向竖直向下 答案　物体从A下滑到B的过程由动能定理得mgh－W克f＝mv2 解得W克f＝mgh－mv2。 A. B.2μmgR C.2πμmgR D.0 在空中运动阶段有：mgh＝mv2－mv02 在沙坑中运动阶段有：mgd－Ffd＝0－mv2 方法一　全过程分析。物体在沙坑中受到的平均阻力大小为Ff，陷入沙坑的深度为d，从抛出点到最低点的全过程中，由动能定理有mg(h＋d)－Ffd＝0－mv02，代入数据解得Ff＝155 N。 $