（人教版2019必修第二冊）高一物理同步備課 專題4：動(dòng)能定理的應(yīng)用（教學(xué)課件）

專題4：動(dòng)能定理的應(yīng)用

主講老師：目錄01直線運(yùn)動(dòng)02曲線運(yùn)動(dòng)03變力做功04多過程問題目錄第一部分：直線運(yùn)動(dòng)一、直線運(yùn)動(dòng)【典例1】同一物體分別從高度相同，傾角不同的光滑斜面的頂端滑到底端時(shí)，相同的物理量是（）A.動(dòng)能B.速度C.速率D.重力所做的功【正確答案】ACD【解析】【典例2】物體在恒定水平推力F的作用下沿粗糙水平面由靜止開始運(yùn)動(dòng)，發(fā)生位移s1后即撤去力F，物體由運(yùn)動(dòng)一段距離后停止運(yùn)動(dòng)。整個(gè)過程的V–t圖線如圖所示。求推力F與阻力f的比值.【解法1】

由動(dòng)能定理得WF+Wf=0即：Fs1+（–fs）=0由V–t圖線知s

：s1=4：1所以F：f=s：s1結(jié)果：F：f=4：1Fs1s01234vt一、直線運(yùn)動(dòng)Fs1s01234vt撤去F前，由動(dòng)能定理得（F–f）s1=V撤去F后，由動(dòng)能定理得–f(s–s1)=0–兩式相加得Fs1+（–fs）=0由解法1知F：f=4：1【解法3】牛頓定律結(jié)合勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律（同學(xué)們自己嘗試）【解法2】分段用動(dòng)能定理一、直線運(yùn)動(dòng)【典例3】物體從高H處由靜止自由落下，不計(jì)空氣阻力，落至地面沙坑下h處停下，求物體在沙坑中受到的平均阻力是其重力的多少倍？Hhmgmgf由動(dòng)能定理得：WG+Wf=0mg（H+h）–fh=0【解析】一、直線運(yùn)動(dòng)第二部分：曲線運(yùn)動(dòng)二、曲線運(yùn)動(dòng)【典例4】某人從距地面25m高處水平拋出一小球，小球質(zhì)量100g，出手時(shí)速度大小為10m/s,落地時(shí)速度大小為16m/s，取g=10m/s2，求：（1）人拋球時(shí)對小球做多少功？（2）小球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)克服阻力做功多少？v0hv人拋球：球在空中：得：W人=5J得：Wf=17.2J【解析】【典例5】如圖所示，一半徑為R的半圓形軌道豎直固定放置，軌道兩端等高，質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)自軌道端點(diǎn)P由靜止開始滑下，滑到最低點(diǎn)Q時(shí)，對軌道的正壓力為2mg，重力加速度大小為g。質(zhì)點(diǎn)自P滑到Q的過程中，克服摩擦力所做的功為()FN=2mg【解析】二、曲線運(yùn)動(dòng)【典例6】如圖,光滑水平薄板中心有一個(gè)小孔,在孔內(nèi)穿過一條質(zhì)量不計(jì)的細(xì)繩,繩的一端系一小球,小球以O(shè)為圓心在板上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),半徑為R,此時(shí)繩的拉力為F,若逐漸增大拉力至8F,小球仍以O(shè)為圓心做半徑為0.5R的勻速圓周運(yùn)動(dòng),則此過程中繩的拉力做的功為多少？F初：F=mV12/R末：8F=mV22/0.5R則：EK1=?mV12=?FREK2=?mV22=2FR【解析】由動(dòng)能定理得：W=EK2－EK1=1.5FR二、曲線運(yùn)動(dòng)第三部分：求變力做功【典例7】（多選）如圖甲所示，一質(zhì)量為4kg的物體靜止在水平地面上，讓物體在隨位移均勻減小的水平推力F作用下開始運(yùn)動(dòng)，推力F隨位移x變化的關(guān)系如圖乙所示，已知物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)

，g取

，則下列說法正確的是（）A．物體先做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)推力F小于摩擦力后開始做減速運(yùn)動(dòng)B．物體在水平地面上運(yùn)動(dòng)的最大位移是10mC．物體運(yùn)動(dòng)的最大速度為2m/sD．物體在運(yùn)動(dòng)中的加速度先變小后不變【正確答案】AB三、求變力做功【典例8】質(zhì)量為m的小球用長為L的輕繩懸掛于O點(diǎn)，小球在水平拉力F的作用下，從平衡位置P點(diǎn)緩慢地移到Q點(diǎn)，則力F所做的功為()A.mgLcosB.mgL（1

–cos

）C.FLsinD.FLcos

PQFsTmg【解析】

由P到Q，由動(dòng)能定理得：WF+WG=0即WF–mgL（1–cos

）=0∴WF=mgL（1–cos

）【正確答案】B三、求變力做功【典例9】在溫州市科技館中，有個(gè)用來模擬天體運(yùn)動(dòng)的裝置，其內(nèi)部是一個(gè)類似錐形的漏斗容器，如圖甲所示．現(xiàn)在該裝置的上方固定一個(gè)半徑為R的四分之一光滑管道AB，光滑管道下端剛好貼著錐形漏斗容器的邊緣，如圖乙所示．將一個(gè)質(zhì)量為m的小球從管道的A點(diǎn)靜止釋放，小球從管道B點(diǎn)射出后剛好貼著錐形容器壁運(yùn)動(dòng)，由于摩擦阻力的作用，運(yùn)動(dòng)的高度越來越低，最后從容器底部的孔C掉下，(軌跡大致如圖乙虛線所示)，已知小球離開C孔的速度為v，A到C的高度為H.求：(1)小球達(dá)到B端的速度大?。?2)小球在管口B端受到的支持力大?。?3)小球在錐形漏斗表面運(yùn)動(dòng)的過程中克服摩擦阻力所做的功．三、求變力做功三、求變力做功第四部分：多過程問題【典例10】如圖所示，質(zhì)量m＝1kg的木塊靜止在高h(yuǎn)＝1.2m的平臺上，木塊與平臺間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，用水平推力F＝20N，使木塊產(chǎn)生位移l1＝3m時(shí)撤去，木塊又滑行l(wèi)2＝1m后飛出平臺，求木塊落地時(shí)速度的大小(g＝10m/s2)．四、多過程問題四、多過程問題【典例11】如圖所示裝置由AB、BC、CD三段軌道組成，軌道交接處均由很小的圓弧平滑連接，其中軌道AB、CD段是光滑的，水平軌道BC的長度x＝5m，軌道CD足夠長且傾角θ＝37°，A、D兩點(diǎn)離軌道BC的高度分別為h1＝4.30m、h2＝1.35m．現(xiàn)讓質(zhì)量為m的小滑塊自A點(diǎn)由靜止釋放．已知小滑塊與軌道BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：(1)小滑塊第一次到達(dá)D點(diǎn)時(shí)的速度大?。?2)小滑塊第一次與第二次通過C點(diǎn)的時(shí)間間隔；(3)小滑塊最終停止的位置距B點(diǎn)的距離．四、多過程問題四、多過程問題四、多過程問題四、多過程問題【典例12】如圖所示，傾角為37°的粗糙斜面AB底端與半徑R＝0.4m的光滑半圓軌道BC平滑相連，O點(diǎn)為軌道圓心，BC為圓軌道直徑且處于豎直方向，A、C兩點(diǎn)等高．質(zhì)量m＝1kg的滑塊從A點(diǎn)由靜止開始下滑，恰能滑到與O點(diǎn)等高的D點(diǎn)．g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.(1)求滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；(2)若使滑塊能到達(dá)C點(diǎn)，求滑塊從A點(diǎn)沿斜面滑下時(shí)的初速度v0的最小值；(3)若滑塊離開C處的速度大小為4m/s，求滑塊從C點(diǎn)飛出至落到斜面上所經(jīng)歷的時(shí)間t.四、多過程問題四、多過程問題四、多過程問題四、多過程問題四、多過程問題解題策略應(yīng)用動(dòng)能定理求解多過程問題可從以下幾點(diǎn)入手：首先需要建立運(yùn)動(dòng)模型，選擇一個(gè)、幾個(gè)或全過程研究．涉及重力、大小恒定的阻力或摩擦力做功時(shí)，需注意：重力的功取決于物體的初、末位置，與路徑無關(guān)；大小恒定的阻力或摩擦力的功等于力的大小與路程的乘積．專注過程與過程的連接狀態(tài)的受力特征與運(yùn)動(dòng)特征(比如：速度、加速度或位移)．列整體(或分過程)的動(dòng)能定理方程．第五部分：歸納總結(jié)一、應(yīng)用動(dòng)能定理解題的一般步驟確定研究對象，畫出過程示意圖；分析物體的受力，明確各力做功的情況，并確定外力所做的總功；分析物體的運(yùn)動(dòng)，明確物體的初、末狀態(tài)，確定初、末狀態(tài)的動(dòng)能及動(dòng)能的變化；根據(jù)動(dòng)