人教版高中物理必修2第七章單元復(fù)習(xí)專題動能定理的應(yīng)用(變力做功問題)課件

動能定理的應(yīng)用（變力做功問題）（人教版）高一物理動能定理的應(yīng)用（變力做功問題）（人教版）高一物理學(xué)習(xí)目標(biāo)：

1.深入理解鞏固動能定理，進一步領(lǐng)會應(yīng)用動能定理解題的優(yōu)越性.

2.掌握利用動能定理分析求解變力做功問題．

學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.深入理解鞏固動能定理，進一步領(lǐng)會應(yīng)用溫故知新：【模型分析一】如圖所示，長為L的細線一端系于O點，另一端與一質(zhì)量為m的小球連接，小球靜止懸掛在A點．現(xiàn)用方向水平向右、大小為F的恒力作用在小球上，使小球沿圓弧運動到B點，細線偏離豎直方向的角度為θ

．若不計空氣阻力，重力加速度取g，試求：重力對小球做的功WG、細線拉力對小球做的功WT、恒力F對小球做的功WF

．OABLFFθm徑向力不做功！溫故知新：【模型分析一】如圖所示，長為L的細線一端系于【模型分析二】如圖所示，小球被套在圓心為O、半徑為R

的水平固定圓軌道上．現(xiàn)用始終沿切線方向、大小恒為F

的拉力作用在小球上，使小球沿圓軌道運動一周，試求：拉力F對小球做的功W

．ORFF（思考1）拉力F是恒力還是變力？拉力F對小球做正功還是負功？（思考2）拉力F對小球做的功該如何求解？【模型分析二】如圖所示，小球被套在圓心為O、半徑為R【模型分析三】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)動到OB位置的過程中，木板上重為G

＝

5N的物塊始終相對于木板靜止．若測得物塊被抬升的高度h

＝

0.8m，則在此過程中：重力G

對物塊做功WG＝

．靜摩擦力f

對物塊做功Wf

＝

．支持力N

對物塊做功WN

＝

．（思考1）題中“緩慢”意味著什么？①物塊始終處于共點力平衡狀態(tài)②動能始終為0（思考2）靜摩擦力f

是恒力還是變力？支持力N

是恒力還是變力？由“三力平衡”可知：f＝G·sinθ、N

＝

G·cosθ兩個力的大小、方向都在發(fā)生變化．GNθf【模型分析三】如圖所示，木板從水平位置OA繞固定軸OGNθf（思考3）物塊緩慢運動的路徑是圓?。红o摩擦力f

始終是徑向力，因而Wf

＝0．支持力N

始終是切向力，能否用“微元法”求解WN？不能用“微元法”求解WN，因為：①圓弧長度無法計算②N

的大小在變化（思考4）能否嘗試用“動能定理”求解WN？GNθf（思考3）物塊緩慢運動的路徑是圓?。翰荒苡谩拔⒃ā鼻蠼夂懔ψ龉Γ走xW＝F·x，但須關(guān)注力和位移的對應(yīng)關(guān)系．微元法可以“化曲為直、化變力為恒力”，是一種分析理解變力做功的好方法！求解變力做功的方法有很多，動能定理是最常用的一種，值得優(yōu)先考慮！求解恒力做功，首選W＝F·x，但須關(guān)注力和位移的對應(yīng)關(guān)系典例分析：【例題1】如圖所示，某同學(xué)將一靜置于草坪上的足球沿水平方向用力踢出，足球獲得的初速度為v0＝20m/s，沿草坪向前滾動的最大距離約為75m．若足球質(zhì)量m＝0.4kg，試求：（1）該同學(xué)踢球時所做的功W1．（2）足球沿草坪運動過程中，阻力對足球做的功W2

．（思考1）該同學(xué)踢球時，腳對球的作用力是恒力還是變力？這個力對球做正功還是做負功？怎樣用動能定理求解？（思考2）足球沿草坪運動過程中，所受的阻力是恒力還是變力？這個力對球做正功還是做負功？怎樣用動能定理求解？典例分析：【例題1】如圖所示，某同學(xué)將一靜置于草坪上的足球沿【變式1】如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端連接一質(zhì)量為m

的物塊，O點為彈簧原長時物塊的位置．物塊由A點靜止釋放，沿粗糙水平面向右運動，最遠到達B點．若物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ，A、B兩點間的距離為L，重力加速度為g，不計空氣阻力，試求：從A到B的過程中，彈簧彈力對物塊所做的功．鞏固提高：簡析：物塊從A

運動到B

的過程中，彈簧彈力是變力，先做正功后做負功；滑動摩擦力是恒力，一直做負功；物塊的初末動能均為0．★求解變力做功，首選動能定理！【變式1】如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端連接一質(zhì)量為m典例分析：【例題2】如圖所示，質(zhì)量m＝0.1kg的小球從距水平面h＝2m的斜面軌道上由靜止釋放，經(jīng)水平軌道AB后進入一半徑R＝0.4m的豎直半圓形軌道BCD，并恰能通過最高點D

．已知所有軌道都不光滑，小球經(jīng)過軌道連接點處均無能量損耗，不計空氣阻力，重力加速度g＝10m/s2，試求：小球從A

運動到D

的過程中，克服摩擦力所做的功．簡析：從小球運動的全過程看，摩擦力是變力，且始終做負功；小球初動能為0，但末動能未知．（思考1）怎樣才能求得小球的末動能（或末速度大小）？“恰能通過”意味著什么？（思考2）如何用動能定理求解小球克服摩擦力所做的功？典例分析：【例題2】如圖所示，質(zhì)量m＝0.1kg的小球★圓周運動中利用向心力方程求速度★注意向心力方程、動能定理方程的書寫規(guī)范！★圓周運動中利用向心力方程求速度★注意向心力方程、動能定【變式2】如圖所示，由細管道拼接成的豎直軌道，其圓形部分半徑分別為R和0.5R

，A、B均為圓形軌道的最高點．一質(zhì)量為m的小球通過這段軌道時，在A點時剛好對管壁無壓力，在B點時對管外側(cè)壁壓力大小為0.5mg

．若不計空氣阻力，試求：由A點運動到B點的過程中，小球克服摩擦力所做的功．

鞏固提高：★向心力方程、動能定理方程的書寫規(guī)范！【變式2】如圖所示，由細管道拼接成的豎直軌道，其圓形部分半徑【例題3】一輛汽車質(zhì)量為m

，發(fā)動機的額定功率為P

．某時刻，該汽車從靜止開始沿平直公路啟動加速，經(jīng)時間t0

后達到最高速度vm

．若該汽車在整個加速過程中，發(fā)動機功率始終保持為P

，所受阻力大小恒為f，試求：該汽車在時間t0

內(nèi)經(jīng)過的位移大?。淅治觯海ㄋ伎?）汽車在時間t0

內(nèi)的位移能否用運動學(xué)公式求解？不能用運動學(xué)公式求解，因為汽車恒功率啟動加速過程中，發(fā)動機的牽引力逐漸減小，因而做的是加速度越來越小的變加速直線運動．vtOvmt0【例題3】一輛汽車質(zhì)量為m，發(fā)動機的額定功率為P．某（思考3）嘗試一下用動能定理求解這段位移x

？（思考2）汽車做變加速運動的位移x

，應(yīng)該和哪個力做功有直接關(guān)系？發(fā)動機牽引力做正功，是變力功，只能用Pt0

來表示．阻力做負功，是恒力功，可以用－f·x

來表示．★動能定理還可以用來求解“非勻變速直線運動”的位移，不失為一種巧妙的方法?。ㄋ伎?）嘗試一下用動能定理求解這段位移x？（思考2）汽課堂小結(jié)：1．求解變力做功，動能定理是最常用的方法．當(dāng)物體受到一個變力和幾個恒力共同作用時，可以先求出幾個恒力所做的功，然后用動能定理間接求變力做

的功，即W恒＋W變＝ΔEk

.2．動能定理常與平拋運動、圓周運動相結(jié)合，解決這類問題要特別注意：（1）與平拋運動相結(jié)合時，要注意應(yīng)用運動的合成與分解的方法，如分解位移或分解速度求平拋運動的有關(guān)物理量．（2）與豎直平面內(nèi)的圓周運動相結(jié)合時，應(yīng)特別注意最高點的向心力條件．

課堂小結(jié)：1．求解變力做功，動能定理是最常用的方法．當(dāng)物體受課后作業(yè)：【練習(xí)1】如圖所示，長為L的細線一端系于O點，另一端與一質(zhì)量為m的小球連接，小球靜止懸掛在A點．現(xiàn)用方向水平向右、大小未知的拉力F

作用在小球上，使小球沿圓弧緩慢運動到B點，細線偏離豎直方向的角度為θ

．若不計空氣阻力，重力加速度取g，試求：拉力F對小球做的功WF

．OABLFFθm課后作業(yè)：【練習(xí)1】如圖所示，長為L的細線一端系于O【練習(xí)2】如圖所示，某同學(xué)從h＝5m高處，以初速度v0＝8m/s沿水平方向拋出一個質(zhì)量為m＝0.5kg的橡皮球，測得橡皮球落地前瞬間的速度為v＝12m/s．若重力加速度g＝10m/s2，試求：（1）該同學(xué)拋球時所做的功．（2）橡皮球在空中運動時克服空氣阻力做的功．v0vm【練習(xí)2】如圖所示，某同學(xué)從h＝5m高處，以初速度【練習(xí)3】如圖所示，質(zhì)量m＝0.1kg的小球被固接在長為L＝0.5m的輕桿的一端，輕桿可繞另一端O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，最初小球靜止在最低點A．現(xiàn)給小球提供一水平向右的初速度v0，并測得此時輕桿對小球的拉力大小為F＝8.2N．若小球繞行半周后恰能到達最高點B，重力加速度g＝10m/s2，不考慮輕桿所受的任何阻力，試求：（1）初速度v0的大?。?）從A運動到B的過程中，空氣阻力對小球做的功W．ABLOv0【練習(xí)3】如圖所示，質(zhì)量m＝0.1kg的小球被固接在長本節(jié)課結(jié)束本節(jié)課結(jié)束動能定理的應(yīng)用（變力做功問題）（人教版）高一物理動能定理的應(yīng)用（變力做功問題）（人教版）高一物理學(xué)習(xí)目標(biāo)：

1.深入理解鞏固動能定理，進一步領(lǐng)會應(yīng)用動能定理解題的優(yōu)越性.

2.掌握利用動能定理分析求解變力做功問題．

學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.深入理解鞏固動能定理，進一步領(lǐng)會應(yīng)用溫故知新：【模型分析一】如圖所示，長為L的細線一端系于O點，另一端與一質(zhì)量為m的小球連接，小球靜止懸掛在A點．現(xiàn)用方向水平向右、大小為F的恒力作用在小球上，使小球沿圓弧運動到B點，細線偏離豎直方向的角度為θ

．若不計空氣阻力，重力加速度取g，試求：重力對小球做的功WG、細線拉力對小球做的功WT、恒力F對小球做的功WF

．OABLFFθm徑向力不做功！溫故知新：【模型分析一】如圖所示，長為L的細線一端系于【模型分析二】如圖所示，小球被套在圓心為O、半徑為R

的水平固定圓軌道上．現(xiàn)用始終沿切線方向、大小恒為F

的拉力作用在小球上，使小球沿圓軌道運動一周，試求：拉力F對小球做的功W

．ORFF（思考1）拉力F是恒力還是變力？拉力F對小球做正功還是負功？（思考2）拉力F對小球做的功該如何求解？【模型分析二】如圖所示，小球被套在圓心為O、半徑為R【模型分析三】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)動到OB位置的過程中，木板上重為G

＝

5N的物塊始終相對于木板靜止．若測得物塊被抬升的高度h

＝

0.8m，則在此過程中：重力G

對物塊做功WG＝

．靜摩擦力f

對物塊做功Wf

＝

．支持力N

對物塊做功WN

＝

．（思考1）題中“緩慢”意味著什么？①物塊始終處于共點力平衡狀態(tài)②動能始終為0（思考2）靜摩擦力f

是恒力還是變力？支持力N

是恒力還是變力？由“三力平衡”可知：f＝G·sinθ、N

＝

G·cosθ兩個力的大小、方向都在發(fā)生變化．GNθf【模型分析三】如圖所示，木板從水平位置OA繞固定軸OGNθf（思考3）物塊緩慢運動的路徑是圓?。红o摩擦力f

始終是徑向力，因而Wf

＝0．支持力N

始終是切向力，能否用“微元法”求解WN？不能用“微元法”求解WN，因為：①圓弧長度無法計算②N

的大小在變化（思考4）能否嘗試用“動能定理”求解WN？GNθf（思考3）物塊緩慢運動的路徑是圓?。翰荒苡谩拔⒃ā鼻蠼夂懔ψ龉?，首選W＝F·x，但須關(guān)注力和位移的對應(yīng)關(guān)系．微元法可以“化曲為直、化變力為恒力”，是一種分析理解變力做功的好方法！求解變力做功的方法有很多，動能定理是最常用的一種，值得優(yōu)先考慮！求解恒力做功，首選W＝F·x，但須關(guān)注力和位移的對應(yīng)關(guān)系典例分析：【例題1】如圖所示，某同學(xué)將一靜置于草坪上的足球沿水平方向用力踢出，足球獲得的初速度為v0＝20m/s，沿草坪向前滾動的最大距離約為75m．若足球質(zhì)量m＝0.4kg，試求：（1）該同學(xué)踢球時所做的功W1．（2）足球沿草坪運動過程中，阻力對足球做的功W2

．（思考1）該同學(xué)踢球時，腳對球的作用力是恒力還是變力？這個力對球做正功還是做負功？怎樣用動能定理求解？（思考2）足球沿草坪運動過程中，所受的阻力是恒力還是變力？這個力對球做正功還是做負功？怎樣用動能定理求解？典例分析：【例題1】如圖所示，某同學(xué)將一靜置于草坪上的足球沿【變式1】如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端連接一質(zhì)量為m

的物塊，O點為彈簧原長時物塊的位置．物塊由A點靜止釋放，沿粗糙水平面向右運動，最遠到達B點．若物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ，A、B兩點間的距離為L，重力加速度為g，不計空氣阻力，試求：從A到B的過程中，彈簧彈力對物塊所做的功．鞏固提高：簡析：物塊從A

運動到B

的過程中，彈簧彈力是變力，先做正功后做負功；滑動摩擦力是恒力，一直做負功；物塊的初末動能均為0．★求解變力做功，首選動能定理！【變式1】如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端連接一質(zhì)量為m典例分析：【例題2】如圖所示，質(zhì)量m＝0.1kg的小球從距水平面h＝2m的斜面軌道上由靜止釋放，經(jīng)水平軌道AB后進入一半徑R＝0.4m的豎直半圓形軌道BCD，并恰能通過最高點D

．已知所有軌道都不光滑，小球經(jīng)過軌道連接點處均無能量損耗，不計空氣阻力，重力加速度g＝10m/s2，試求：小球從A

運動到D

的過程中，克服摩擦力所做的功．簡析：從小球運動的全過程看，摩擦力是變力，且始終做負功；小球初動能為0，但末動能未知．（思考1）怎樣才能求得小球的末動能（或末速度大?。俊扒∧芡ㄟ^”意味著什么？（思考2）如何用動能定理求解小球克服摩擦力所做的功？典例分析：【例題2】如圖所示，質(zhì)量m＝0.1kg的小球★圓周運動中利用向心力方程求速度★注意向心力方程、動能定理方程的書寫規(guī)范！★圓周運動中利用向心力方程求速度★注意向心力方程、動能定【變式2】如圖所示，由細管道拼接成的豎直軌道，其圓形部分半徑分別為R和0.5R

，A、B均為圓形軌道的最高點．一質(zhì)量為m的小球通過這段軌道時，在A點時剛好對管壁無壓力，在B點時對管外側(cè)壁壓力大小為0.5mg

．若不計空氣阻力，試求：由A點運動到B點的過程中，小球克服摩擦力所做的功．

鞏固提高：★向心力方程、動能定理方程的書寫規(guī)范！【變式2】如圖所示，由細管道拼接成的豎直軌道，其圓形部分半徑【例題3】一輛汽車質(zhì)量為m

，發(fā)動機的額定功率為P

．某時刻，該汽車從靜止開始沿平直公路啟動加速，經(jīng)時間t0

后達到最高速度vm

．若該汽車在整個加速過程中，發(fā)動機功率始終保持為P

，所受阻力大小恒為f，試求：該汽車在時間t0

內(nèi)經(jīng)過的位移大?。淅治觯海ㄋ伎?）汽車在時間t0

內(nèi)的位移能否用運動學(xué)公式求解？不能用運動學(xué)公式求解，因為汽車恒功率啟動加速過程中，發(fā)動機的牽引力逐漸減小，因而做的是加速度越來越小的變加速直線運動．vtOvmt0【例題3】一輛汽車質(zhì)量為m，發(fā)動機的額定功率為P．某（思考3）嘗試一下用動能定理求解這段位移x

？（思考2）汽車做變加速運動的位移x

，應(yīng)該和哪個力做功有直接關(guān)系？發(fā)動機牽引力做正功，是變力功，只能用Pt0

來表示．阻力做負功，是恒力功，可以用－f·x

來表示．★動能定理還可以用來求解“非勻變速直線運動”的位移，不失為一種巧妙的方法！（思考3）嘗試一下用動能定理求解這段位移x？（思考2）汽課堂小結(jié)：1．求解變力做功，動能定理是最常用的方法．當(dāng)物體受到一個變力和幾個恒力共同作用時，可以先求出幾個恒力所做的功，然后用動能定理間接求變力做

的功，即W恒＋W變＝ΔEk

.2．動能定理常與平拋運動、圓周運動相結(jié)合，解決這類問題要特別注意：（1）與平拋運動相結(jié)合時，