高二物理人教版必修277應(yīng)用動(dòng)能定理解題的方法

1、應(yīng)用動(dòng)能定理解題的方法重/難點(diǎn)重點(diǎn)：應(yīng)用動(dòng)能定理解題的方法。難點(diǎn)：應(yīng)用動(dòng)能定理解題的方法。重/難點(diǎn)分析重點(diǎn)分析：動(dòng)能定理是高中物理的重要知識(shí)，它是利用狀態(tài)量來描述過程量。應(yīng)用動(dòng)能定理來解題時(shí)，只需考慮始末運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，無需關(guān)注運(yùn)動(dòng)過程中的細(xì)節(jié)變化，這樣顯得更為簡捷。難點(diǎn)分析：應(yīng)用動(dòng)能定理解題的步驟為：（1）確定研究對象和研究過程。（2）對研究對象進(jìn)行受力分析。（3）寫出該過程中合外力做的功，或分別寫出各個(gè)力做的功（注意功的正負(fù)）。（4）寫出物體的初、末動(dòng)能。（5）按照動(dòng)能定理列式求解。突破策略應(yīng)用動(dòng)能定理解題的步驟（1）確定研究對象和研究過程。動(dòng)能定理的研究對象只能是單個(gè)物體，如果是系統(tǒng)，那么系統(tǒng)

2、內(nèi)的物體間不能有相對運(yùn)動(dòng)。（原因是：系統(tǒng)內(nèi)所有內(nèi)力做的總功不一定是零）。（2）對研究對象進(jìn)行受力分析。（研究對象以外的物體施于研究對象的力都要分析，含重力）。（3）寫出該過程中合外力做的功，或分別寫出各個(gè)力做的功（注意功的正負(fù)）。如果研究過程中物體受力情況有變化，要分別寫出該力在各個(gè)階段做的功。（4）寫出物體的初、末動(dòng)能。（5）按照動(dòng)能定理列式求解。1. 物體的初、末狀態(tài)已知，應(yīng)考慮應(yīng)用動(dòng)能定理（1）初、末狀態(tài)物體靜止（）例1. 一個(gè)物體從斜面上高h(yuǎn)處由靜止滑下并緊接著在水平面上滑行一段距離后停止，量得停止處對開始運(yùn)動(dòng)處的水平距離為s（如圖），不考慮物體滑至斜面底端的碰撞作用，并認(rèn)為斜面與水平

3、面對物體的摩擦因數(shù)相同，求摩擦因數(shù)。分析：以物體為研究對象，它從靜止開始運(yùn)動(dòng)，最后又靜止在平面上，即?？梢愿鶕?jù)全過程中功與物體動(dòng)能的變化上找出聯(lián)系。解：設(shè)斜面傾角為，斜坡長L，物體沿斜面下滑時(shí)，重力和摩擦力對物體做功（支持力不做功）分別為：在平面上滑行時(shí)僅有摩擦力做功（重力和支持力不做功），設(shè)平面上滑行距離為，則整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中所有外力的功為：根據(jù)動(dòng)能定理：式中為斜面底端與物體初位置間水平距離，故。這種從全過程考慮的方法，是動(dòng)能定理的一個(gè)應(yīng)用特點(diǎn)，尤其在時(shí)，往往更為簡捷。（2）初、末狀態(tài)動(dòng)能已知（）例2. 在光滑水平面上有一靜止的物體。現(xiàn)以水平恒力甲推這一物體，作用一段時(shí)間后，換成相反方向的水平

4、恒力乙推這一物體。當(dāng)恒力乙作用時(shí)間與恒力甲作用時(shí)間相同時(shí)，物體恰好回到原處，此時(shí)物體的動(dòng)能為32J。則在整個(gè)過程中，恒力甲做的功和恒力乙做的功各等于多少？分析：物體先做勻加速運(yùn)動(dòng)，后做勻減速運(yùn)動(dòng)回到原處，整個(gè)過程中的位移為零。根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式即可確定兩個(gè)力的大小關(guān)系，然后利用動(dòng)能定理對全過程列式即可解。解：物體從靜止起受水平恒力作用，做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)一段時(shí)間t后的速度為，以后受恒力，做勻減速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)同樣時(shí)間后回到原處，整個(gè)時(shí)間內(nèi)在聯(lián)系物體的位移為零，于是即設(shè)在作用下物體的位移為s，對全過程用動(dòng)能定理得：即所以，恒力甲和乙做的功分別為（3）初、末速度已知例3. 質(zhì)量為5噸的汽車，以額

5、定功率行駛，速度由10m/s增加到最大速度20m/s，行程為3 km，用時(shí)3 min，設(shè)汽車行駛過程中所受阻力不變，求汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率是多少？解：根據(jù)動(dòng)能定理：而且當(dāng)時(shí)速度最大，即代入上式：則：代入數(shù)據(jù)得：（瓦）2. 變力做功的動(dòng)力學(xué)問題，應(yīng)考慮應(yīng)用動(dòng)能定理例4. 一輛車通過一根跨過定滑輪的繩PQ提升井中質(zhì)量為m為物體，如圖所示。繩的P端拴在車后的掛鉤上，Q端拴在物體上。設(shè)繩的總長不變、繩的質(zhì)量、定滑輪的質(zhì)量和尺寸，滑輪上的摩擦都忽略不計(jì)。開始時(shí)，車在A點(diǎn)，左右兩側(cè)繩都已繃緊并且是豎直的，左側(cè)繩繩長為H。提升時(shí)，車加速向左運(yùn)動(dòng)，沿水平方向從A經(jīng)過B駛向C。設(shè)A到B的距離也為H。車過B點(diǎn)時(shí)的

6、速度為。求車由A移到B的過程中，繩Q端的拉力對物體做的功。分析：汽車從A到B把物體提升的過程中，物體只受到拉力和重力的作用，拉力是變力。根據(jù)物體速度的變化和上升高度，由功與動(dòng)能變化的關(guān)系即得。解：以物體為研究對象，開始時(shí)其動(dòng)能。隨著車的加速拖動(dòng)，重物上升，同時(shí)速度也不斷增加。當(dāng)車子運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，重物獲得一定的上升速度，這個(gè)速度也就是收繩的速度，它等于車速沿繩子方向的一個(gè)分量（如圖），即于是重物的動(dòng)能增為在這個(gè)提升過程中，重物受到繩中拉力T、重力mg。物體上升的高度和重力的功分別為由動(dòng)能定理得：所以繩子拉力對物體做的功：3. 涉及位移、動(dòng)能、功的動(dòng)力學(xué)問題，應(yīng)考慮應(yīng)用動(dòng)能定理例5. 總質(zhì)量為M的

7、列車，沿水平直線軌道勻速前進(jìn)，其末節(jié)車廂質(zhì)量為m，中途脫節(jié)，司機(jī)發(fā)覺時(shí)，機(jī)車已行駛L的距離，于是立即關(guān)閉油門，除去牽引力；設(shè)運(yùn)動(dòng)的阻力與質(zhì)量成正比，機(jī)車牽引力是恒定的。求當(dāng)列車的兩部分都停止時(shí)，它們間的距離為多少？解：依題意作出草圖，標(biāo)明各部分運(yùn)動(dòng)的位移。對車頭脫鉤后的全過程，依動(dòng)能定理列方程。設(shè)阻力，則有：對末節(jié)車廂，依動(dòng)能定理列方程：又因?yàn)?，由于原來列車勻速運(yùn)動(dòng)，所以牽引力由以上各式聯(lián)立得：說明：如果物體運(yùn)動(dòng)有幾個(gè)過程，關(guān)鍵是分清楚整個(gè)過程有幾個(gè)力做功及其研究對象的初、末狀態(tài)的動(dòng)能。突破反思本次課采用探究式教學(xué)法，以提示點(diǎn)撥為主，啟發(fā)學(xué)生思維，層層深入，引導(dǎo)思考問題的方法，培養(yǎng)學(xué)生思維的嚴(yán)密性，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新精神，再