8.3.2 動(dòng)能定理的應(yīng)用(一) 課件高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊(cè)

8.3.2動(dòng)能定理的應(yīng)用（一）第八章機(jī)械能守恒定律動(dòng)能：瞬時(shí)速度動(dòng)能是標(biāo)量動(dòng)能是狀態(tài)量動(dòng)能具有相對(duì)性動(dòng)能定理內(nèi)容：合力所做的功等于物體動(dòng)能的變化末動(dòng)能表達(dá)式：W合=Ek2－Ek1初動(dòng)能明確研究對(duì)象及過(guò)程受力分析運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析各個(gè)力做功情況總功物理初、末狀態(tài)動(dòng)能動(dòng)能變化W合=Ek2－Ek1計(jì)算結(jié)果動(dòng)能定理的應(yīng)用步驟1、科學(xué)思維——利用動(dòng)能定理求變力做功在一個(gè)有變力做功的過(guò)程中，當(dāng)變力做功無(wú)法直接通過(guò)功的公式求解時(shí)可用動(dòng)能定理：末動(dòng)能W合=W變+W其他=Ek2－Ek1初動(dòng)能例題1.如圖所示，一質(zhì)量為m可看作質(zhì)點(diǎn)的小球在半徑為R的半球形容器中(容器固定)由靜止開(kāi)始自邊緣上的A點(diǎn)滑下，到達(dá)最低點(diǎn)B時(shí)，它對(duì)容器的正壓力為FN.重力加速度為g，則小球自A滑到B的過(guò)程中，摩擦力對(duì)其所做的功為(

)A1.如圖所示，一質(zhì)量為2

kg的鉛球從離地面2m高處自由下落，陷入沙坑2cm深處，求沙子對(duì)鉛球的平均阻力大?。?g=10m/s2)2020N1.如圖所示，一質(zhì)量為2

kg的鉛球從離地面2m高處自由下落，陷入沙坑2cm深處，求沙子對(duì)鉛球的平均阻力大?。?g=10m/s2)請(qǐng)分別用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和動(dòng)能定理計(jì)算1.如圖所示，一質(zhì)量為2

kg的鉛球從離地面2m高處自由下落，陷入沙坑2cm深處，求沙子對(duì)鉛球的平均阻力大?。?g=10m/s2)方法一：(應(yīng)用牛頓第二定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解)設(shè)鉛球做自由落體運(yùn)動(dòng)到沙面時(shí)的速度為v，則有：v2=2gH在沙坑中運(yùn)動(dòng)的階段，小球做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小記為a,則有v2=2ah。聯(lián)立兩式解得：鉛球在沙坑中運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的平均阻力大小記為Ff,由牛頓第二定律得Ff-mg=ma，所以：Ff=mg+ma=2020N。1.如圖所示，一質(zhì)量為2

kg的鉛球從離地面2m高處自由下落，陷入沙坑2cm深處，求沙子對(duì)鉛球的平均阻力大小．(g=10m/s2)方法二：(應(yīng)用動(dòng)能定理分段求解)鉛球自由下落到沙面時(shí)的速度記為v由動(dòng)能定理得：mgH=1/2mv2-0鉛球在沙中受到的平均阻力大小記為Ff由動(dòng)能定理得：mgh-Ffh=0-1/2mv2聯(lián)立以上兩式得：Ff=2020N.1.如圖所示，一質(zhì)量為2

kg的鉛球從離地面2m高處自由下落，陷入沙坑2cm深處，求沙子對(duì)鉛球的平均阻力大?。?g=10m/s2)方法三：(應(yīng)用動(dòng)能定理全程求解)鉛球下落全過(guò)程都受重力，只有進(jìn)入沙中鉛球才受阻力：Ff重力做的功：WG=mg(H+h)阻力做的功：Wf=-Ffh由動(dòng)能定理得：mg(H+h)-Ffh=0-0代入數(shù)據(jù)得：Ff=2020N.2、動(dòng)能定理與牛頓運(yùn)動(dòng)定律的比較動(dòng)能定理與牛頓運(yùn)動(dòng)定律在解題時(shí)的選擇方法動(dòng)能定理與牛頓運(yùn)動(dòng)定律是解決力學(xué)問(wèn)題的兩種重要方法，一般來(lái)講凡是牛頓運(yùn)動(dòng)定律能解決的問(wèn)題，都能用動(dòng)能定理解決，但動(dòng)能定理能解決的問(wèn)題，牛頓運(yùn)動(dòng)定律不一定都能解決，且同一個(gè)問(wèn)題，用動(dòng)能定理要比用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決起來(lái)更簡(jiǎn)便．通常情況下，問(wèn)題若涉及時(shí)間或過(guò)程的細(xì)節(jié)，要用牛頓運(yùn)動(dòng)定律去解決；問(wèn)題若不考慮具體細(xì)節(jié)、狀態(tài)或時(shí)間，如物體做曲線運(yùn)動(dòng)、受力為變力等情況，一般要用動(dòng)能定理去解決．3、動(dòng)能定理解決多過(guò)程問(wèn)題:過(guò)程的選擇解題的基本思路①選取研究對(duì)象，明確它的運(yùn)動(dòng)過(guò)程；②分析受力情況和各力的做功情況；③明確研究對(duì)象在過(guò)程的初末狀態(tài)的動(dòng)能Ek1和Ek2；④列動(dòng)能定理的方程W合＝Ek2－Ek1及其他必要的解題方程，進(jìn)行求解．3、動(dòng)能定理解決多過(guò)程問(wèn)題:過(guò)程的選擇動(dòng)能定理解題的幾點(diǎn)技巧（1）運(yùn)用動(dòng)能定理解決問(wèn)題時(shí)，選合適的研究過(guò)程使問(wèn)題簡(jiǎn)化。當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程包含幾個(gè)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)不同的子過(guò)程時(shí)，可以選擇一個(gè)、幾個(gè)或全部子過(guò)程作為研究過(guò)程。（2）當(dāng)選擇全部子過(guò)程作為研究過(guò)程，涉及重力、大小恒定的阻力或摩擦力做功時(shí)，要注意運(yùn)用它們的做功與能的特點(diǎn)：①重力的功取決于物體的初、末位置，與路徑無(wú)關(guān)②大小恒定的阻力或摩擦力做的功等于力的大小與路程的乘積頂端

A恰好沿斜面點(diǎn)下滑2.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(zhǎng)度s＝5m，軌道

CD足夠長(zhǎng)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=10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：(1)小滑塊第一次到達(dá)

D點(diǎn)時(shí)的速度大小；(2)小滑塊最終停止的位置到

B點(diǎn)的距離．(1)3m/s

(2)1.4m1.(多選)一質(zhì)量為

2kg的物體被人用手由靜止向上提升

2m，這時(shí)物體的速度

4m/s，則下列說(shuō)法正確的是(

)A．手對(duì)物體做功56JB．合外力對(duì)物體做功56JC．合外力對(duì)物體做功16JD．物體克服重力做功40JACD2.(多選)用力

F拉著一個(gè)物體從

b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到

c點(diǎn)的過(guò)程中，重力做功-8J，拉力

F做功

22J，摩擦力做功

-4J，空氣阻力做功

-0.5J.。則下列判斷正確的是（）物體的重力勢(shì)能增加了

8J物體的重力勢(shì)能減少了

8J物體的動(dòng)能增加了

9.5J物體的動(dòng)能增加了

22J

AC3.如圖所示,ABCD為一位于豎直平面內(nèi)的軌道,其中BC水平,A點(diǎn)比BC高出

10m,BC長(zhǎng)1m,

AB和CD軌道光滑且與BC平滑連接.一質(zhì)量為

1kg的物體,從

A點(diǎn)以

4m/s的速度開(kāi)始運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)

BC后滑到高出

C點(diǎn)10.3m的

D點(diǎn)速度為零.(g=10m/s2)求：①物體與BC軌道間動(dòng)摩擦因數(shù)②物體第五次經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大小③物體最后停止的位置（距離B點(diǎn)多少米）①0.5②13.3m/s③距B點(diǎn)0.4m3.解：4.如圖所示，木板從水平位置OA繞固定軸O

在豎直平面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)到OB位置的過(guò)程中，木板上重為G＝5N

的物塊始終相對(duì)于木板靜止．若測(cè)得物塊被抬升的高度h＝0.8m

，則在此過(guò)程中：重力G對(duì)物塊做功WG＝

．靜摩擦力

f

對(duì)物塊做功Wf

＝

．支持力N對(duì)物塊做功

WN

＝