高中物理必修2粵教《第四章機(jī)械能和能源第03節(jié)探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系》217課件-一等獎(jiǎng)

第2課時(shí)動(dòng)能動(dòng)能定理第2課時(shí)動(dòng)能動(dòng)能定理【備考建議】

1.明確動(dòng)能定義,動(dòng)能定理的內(nèi)容.2.能解決動(dòng)能定理與圖像結(jié)合、多過(guò)程運(yùn)動(dòng)等實(shí)際問(wèn)題.【備考建議】1.明確動(dòng)能定義,動(dòng)能定理的內(nèi)容.2.能解決動(dòng)考點(diǎn)一動(dòng)能定理及其應(yīng)用1.動(dòng)能(1)定義:物體由于

而具有的能.(2)公式:Ek=

.(3)物理意義:動(dòng)能是狀態(tài)量,是

,只有正值,動(dòng)能與速度方向

.(4)單位:

,1J=1N·m=1kg·m2/s2.運(yùn)動(dòng)標(biāo)量無(wú)關(guān)焦耳末動(dòng)能初動(dòng)能考點(diǎn)一動(dòng)能定理及其應(yīng)用1.動(dòng)能運(yùn)動(dòng)標(biāo)量無(wú)關(guān)焦耳末動(dòng)能初動(dòng)能2.動(dòng)能定理(1)內(nèi)容:在一個(gè)過(guò)程中合力對(duì)物體所做的功,等于物體在這個(gè)過(guò)程中

.

.(2)表達(dá)式:W=ΔEk=

=

.(3)物理意義:

的功是物體動(dòng)能變化的量度.(4)適用條件①動(dòng)能定理既適用于直線運(yùn)動(dòng),也適用于

.②既適用于恒力做功,也適用于

.③力可以是各種性質(zhì)的力,既可以同時(shí)作用,也可以

.動(dòng)能的變化Ek2-Ek1合力曲線運(yùn)動(dòng)變力做功不同時(shí)作用2.動(dòng)能定理動(dòng)能的變化Ek2-Ek1合力曲線運(yùn)動(dòng)變力做功不同(5)應(yīng)用動(dòng)能定理的流程(5)應(yīng)用動(dòng)能定理的流程高中物理必修2粵教《第四章機(jī)械能和能源第03節(jié)探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系》217課件-一等獎(jiǎng)【典例1】(2016·全國(guó)Ⅲ卷,20)(多選)如圖,一固定容器的內(nèi)壁是半徑為R的半球面,在半球面水平直徑的一端有一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)P.它在容器內(nèi)壁由靜止下滑到最低點(diǎn)的過(guò)程中,克服摩擦力做的功為W.重力加速度大小為g.設(shè)質(zhì)點(diǎn)P在最低點(diǎn)時(shí),向心加速度的大小為a,容器對(duì)它的支持力大小為N,則(

)AC【典例1】(2016·全國(guó)Ⅲ卷,20)(多選)如圖,一固定?思路點(diǎn)撥?

(1)質(zhì)點(diǎn)在下滑過(guò)程中,受到的重力做正功,支持力不做功,摩擦力做負(fù)功.(2)在最低點(diǎn)時(shí),支持力和重力的合力提供向心力.?思路點(diǎn)撥?(1)質(zhì)點(diǎn)在下滑過(guò)程中,受到的重力做正功,支持反思總結(jié)應(yīng)用動(dòng)能定理的注意事項(xiàng)(1)動(dòng)能定理往往用于單個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,由于不涉及加速度及時(shí)間,比動(dòng)力學(xué)研究方法要簡(jiǎn)便.(2)應(yīng)用動(dòng)能定理時(shí),必須明確各力做功的正、負(fù).當(dāng)一個(gè)力做負(fù)功時(shí),可設(shè)物體克服該力做功為W,將該力做功表達(dá)為-W,也可以直接用字母W表示該力做功,使其字母本身含有負(fù)號(hào).反思總結(jié)應(yīng)用動(dòng)能定理的注意事項(xiàng)【即時(shí)訓(xùn)練1】(2018·湖南衡陽(yáng)模擬)(多選)如圖所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)的長(zhǎng)木板水平放置,在木板的A端放置一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊,現(xiàn)緩慢地抬高A端,使木板以左端為軸轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)木板轉(zhuǎn)到與水平面的夾角為α?xí)r小物塊開(kāi)始滑動(dòng),此時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)木板,小物塊滑到底端的速度為v,則在整個(gè)過(guò)程中(

)A.木板對(duì)物塊做功為mv2B.摩擦力對(duì)小物塊做功為mgLsinαC.支持力對(duì)小物塊做功為0D.滑動(dòng)摩擦力對(duì)小物塊做功為mv2-mgLsinαAD【即時(shí)訓(xùn)練1】(2018·湖南衡陽(yáng)模擬)(多選)如圖所示,高中物理必修2粵教《第四章機(jī)械能和能源第03節(jié)探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系》217課件-一等獎(jiǎng)考點(diǎn)二動(dòng)能定理與圖像的結(jié)合問(wèn)題分析動(dòng)能定理與圖像結(jié)合問(wèn)題“三步走”考點(diǎn)二動(dòng)能定理與圖像的結(jié)合問(wèn)題分析動(dòng)能定理與圖像結(jié)合問(wèn)題“【典例2】

泥石流是在雨季由于暴雨、洪水將含有沙石且松軟的土質(zhì)山體經(jīng)飽和稀釋后形成的洪流,它的面積、體積和流量都較大.泥石流流動(dòng)的全過(guò)程雖然只有很短時(shí)間,但由于其高速前進(jìn),具有強(qiáng)大的能量,因而破壞性極大.某課題小組對(duì)泥石流的威力進(jìn)行了模擬研究,如圖(甲)所示,他們?cè)O(shè)計(jì)了如下的模型:在水平地面上放置一個(gè)質(zhì)量為m=5kg的物體,讓其在隨位移均勻減小的水平推力作用下運(yùn)動(dòng),推力F隨位移x變化如圖(乙)所示,已知物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.6,g取10m/s2.(1)物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大加速度為多大?(2)在距出發(fā)點(diǎn)多遠(yuǎn)處,物體的速度達(dá)到最大?(3)物體在水平面上運(yùn)動(dòng)的最大位移是多大?【典例2】泥石流是在雨季由于暴雨、洪水將含有沙石且松軟的土?審題指導(dǎo)?題干關(guān)鍵獲取信息隨位移均勻減小的水平推力分為推力大于、等于、小于摩擦力的過(guò)程圖(乙)中F隨x變化由圖像可求出推力F的功最大加速度合力最大速度達(dá)到最大合力為零時(shí),即加速度為零時(shí),才有最大速度最大位移速度為零時(shí),達(dá)到最大位移?審題指導(dǎo)?題干關(guān)鍵獲取信息隨位移均勻減小的水平推力分為推解析:(1)當(dāng)推力F最大時(shí),加速度最大.由牛頓第二定律有,F-μmg=ma,得a=10m/s2.(2)由圖像可知F隨x變化的函數(shù)方程為F=80-20x,速度最大時(shí),合力為零,即F=μmg,所以x=2.5m.答案:(1)10m/s2

(2)2.5m

(3)5.33m解析:(1)當(dāng)推力F最大時(shí),加速度最大.答案:(1)10m方法技巧四類圖像所圍“面積”的含義(1)v-t圖:由公式x=vt可知,v-t圖線與橫坐標(biāo)軸圍成的面積表示物體的位移.(2)a-t圖:由公式Δv=at可知,a-t圖線與橫坐標(biāo)軸圍成的面積表示物體速度的變化量.(3)F-l圖:由公式W=Fl可知,F-l圖線與橫坐標(biāo)軸圍成的面積表示力所做的功.(4)P-t圖:由公式W=Pt可知,P-t圖線與橫坐標(biāo)軸圍成的面積表示力所做的功.方法技巧四類圖像所圍“面積”的含義【即時(shí)訓(xùn)練2】一質(zhì)量為m的物體在水平恒力F的作用下沿水平面運(yùn)動(dòng),在t0時(shí)刻撤去力F,其v-t圖像如圖所示.已知物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,則下列關(guān)于力F的大小和力F做功W的大小關(guān)系式正確的是(

)A.F=μmg B.F=2μmgC.W=μmgv0t0 D.W=μmgv0t0D【即時(shí)訓(xùn)練2】一質(zhì)量為m的物體在水平恒力F的作用下沿水平面運(yùn)高中物理必修2粵教《第四章機(jī)械能和能源第03節(jié)探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系》217課件-一等獎(jiǎng)考點(diǎn)三應(yīng)用動(dòng)能定理解決多過(guò)程問(wèn)題利用動(dòng)能定理求解多過(guò)程問(wèn)題的基本思路(1)弄清物體的運(yùn)動(dòng)由哪些過(guò)程組成.(2)分析每個(gè)過(guò)程中物體的受力情況.(3)各個(gè)力做功有何特點(diǎn),對(duì)動(dòng)能的變化有無(wú)影響.(4)從總體上把握全過(guò)程,表達(dá)出總功,找出初、末狀態(tài)的動(dòng)能.(5)對(duì)所研究的全過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理列方程.考點(diǎn)三應(yīng)用動(dòng)能定理解決多過(guò)程問(wèn)題利用動(dòng)能定理求解多過(guò)程問(wèn)題【典例3】如圖所示,從高臺(tái)邊A點(diǎn)以某速度水平飛出的小物塊(可看做質(zhì)點(diǎn)),恰能從固定在某位置的光滑圓弧軌道CDM的左端C點(diǎn)沿圓弧切線方向進(jìn)入軌道.圓弧軌道CDM的半徑R=0.5m,O為圓弧的圓心,D為圓弧最低點(diǎn),C,M在同一水平高度,OC與水平面夾角為37°,斜面MN與圓弧軌道CDM相切于M點(diǎn),MN與水平面夾角為53°,斜面MN足夠長(zhǎng),已知小物塊的質(zhì)量m=3kg,第一次到達(dá)D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小為78N,與斜面MN之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=,小球第一次通過(guò)C點(diǎn)后立刻裝一與C點(diǎn)相切且與斜面MN關(guān)于OD對(duì)稱的固定光滑斜面,取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,不考慮小物塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的轉(zhuǎn)動(dòng),求:(1)小物塊平拋運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)的速度大小;(2)A點(diǎn)到C點(diǎn)的豎直距離;(3)小物塊在斜面MN上滑行的總路程.【典例3】如圖所示,從高臺(tái)邊A點(diǎn)以某速度水平飛出的小物塊(可?思路點(diǎn)撥?(1)摩擦力做功只與通過(guò)的路程有關(guān).(2)最后物體的運(yùn)動(dòng)是在CM之間來(lái)回滑動(dòng).?思路點(diǎn)撥?(1)摩擦力做功只與通過(guò)的路程有關(guān).答案:(1)2m/s

(2)0.128m

(3)1m答案:(1)2m/s(2)0.128m(3)1m反思總結(jié)應(yīng)用動(dòng)能定理解決多過(guò)程問(wèn)題的技巧(1)運(yùn)用動(dòng)能定理解決問(wèn)題時(shí),選擇合適的研究過(guò)程能使問(wèn)題得以簡(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)用它們的功能特點(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的功等于力的大小與路程的乘積.反思總結(jié)應(yīng)用動(dòng)能定理解決多過(guò)程問(wèn)題的技巧(2)當(dāng)選擇全【例題拓展】(1)在典例3中,求物塊第一次在MN斜面上滑的最大高度.答案:(1)0.16m【例題拓展】(1)在典例3中,求物塊第一次在MN斜面上滑的(2)物塊通過(guò)D點(diǎn)的最小速度是多少?答案:(2)2m/s(2)物塊通過(guò)D點(diǎn)的最小速度是多少?答案:(2)2m/s【課時(shí)小結(jié)】知能拓展回顧高考模擬增分【課時(shí)小結(jié)】知能拓展回顧高考模擬增分1.(動(dòng)能定理與圓周運(yùn)動(dòng)結(jié)合問(wèn)題)(2016·全國(guó)Ⅱ卷,16)小球P和Q用不可伸長(zhǎng)的輕繩懸掛在天花板上,P球的質(zhì)量大于Q球的質(zhì)量,懸掛P球的繩比懸掛Q球的繩短.將兩球拉起,使兩繩均被水平拉直,如圖所示.將兩球由靜止釋放.在各自軌跡的最低點(diǎn)(

)A.P球的速度一定大于Q球的速度B.P球的動(dòng)能一定小于Q球的動(dòng)能C.P球所受繩的拉力一定大于Q球所受繩的拉力D.P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度C【高考模擬】1.(動(dòng)能定理與圓周運(yùn)動(dòng)結(jié)合問(wèn)題)(2016·全國(guó)Ⅱ卷,16高中物理必修2粵教《第四章機(jī)械能和能源第03節(jié)探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系》217課件-一等獎(jiǎng)2.(動(dòng)能定理與圖像結(jié)合問(wèn)題)(2017·江蘇卷,3)一小物塊沿斜面向上滑動(dòng),然后滑回到原處.物塊初動(dòng)能為Ek0,與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)不變,則該過(guò)程中,物塊的動(dòng)能Ek與位移x關(guān)系的圖線是(

)C2.(動(dòng)能定理與圖像結(jié)合問(wèn)題)(2017·江蘇卷,3)一小物解析:設(shè)物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,物塊的質(zhì)量為m,則物塊在上滑過(guò)程中根據(jù)功能關(guān)系有-(mgsinθ+μmgcosθ)x=Ek-Ek0,即Ek=Ek0-(mgsinθ+μmgcosθ)x,物塊沿斜面下滑的過(guò)程中有(mgsinθ-μmgcosθ)(x0-x)=Ek,由此可以判斷C項(xiàng)正確.解析:設(shè)物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,物塊的質(zhì)量為m,則物塊高中物理必修2粵教《第四章機(jī)械能和能源第03節(jié)探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系》217課件-一等獎(jiǎng)(1)求P第一次運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度的大小;(1)求P第一次運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度的大小;(2)求P運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能;(2)求P運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能;(3)改變物塊P的質(zhì)量,將P推至E點(diǎn),從靜止開(kāi)始釋放.已知P自圓弧軌道的最高點(diǎn)D處水平飛出后,恰好通過(guò)G點(diǎn).G點(diǎn)在C點(diǎn)左下方,與C點(diǎn)水平相距R、豎直相距R.求P運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)速度的大小和改變后P的質(zhì)量.(3)改變物塊P的質(zhì)量,將P推至E點(diǎn),從靜止開(kāi)始釋放.已知P高中物理必修2粵教《第四章機(jī)械能和能源第03節(jié)探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系》217課件-一等獎(jiǎng)高中物理必修2粵教《第四章機(jī)械能和能源第03節(jié)探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系》217課件-一等獎(jiǎng)【拓展增分】巧用動(dòng)能定理求解往復(fù)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題在某些物體的運(yùn)動(dòng)中,其運(yùn)動(dòng)的過(guò)程具有重復(fù)性、往復(fù)性,而在這一過(guò)程中,描述物體的物理量多數(shù)是變化的,而重復(fù)的次數(shù)又往往是不能確定的或者是無(wú)限的,求解這類問(wèn)題時(shí),若運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律即運(yùn)動(dòng)學(xué)公式將非