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

動(dòng)能定理的應(yīng)用（變力做功問題）（人教版）高一物理動(dòng)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(dòng)能定理，進(jìn)一步領(lǐng)會(huì)應(yīng)用動(dòng)能定理解題的優(yōu)越性.

2.掌握利用動(dòng)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(dòng)能定理，進(jìn)一步領(lǐng)會(huì)應(yīng)用溫故知新：【模型分析一】如圖所示，長為L的細(xì)線一端系于O點(diǎn)，另一端與一質(zhì)量為m的小球連接，小球靜止懸掛在A點(diǎn)．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(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，細(xì)線偏離豎直方向的角度為θ

．若不計(jì)空氣阻力，重力加速度取g，試求：重力對(duì)小球做的功WG、細(xì)線拉力對(duì)小球做的功WT、恒力F對(duì)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(xì)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(yùn)動(dòng)一周，試求：拉力F對(duì)小球做的功W

．ORFF（思考1）拉力F是恒力還是變力？拉力F對(duì)小球做正功還是負(fù)功？（思考2）拉力F對(duì)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(dòng)到OB位置的過程中，木板上重為G

＝

5N的物塊始終相對(duì)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(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

＝

．（思考1）題中“緩慢”意味著什么？①物塊始終處于共點(diǎn)力平衡狀態(tài)②動(dòng)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(gè)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(yùn)動(dòng)的路徑是圓弧：靜摩擦力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?yàn)椋孩賵A弧長度無法計(jì)算②N

的大小在變化（思考4）能否嘗試用“動(dòng)能定理”求解WN？GNθf（思考3）物塊緩慢運(yùn)動(dòng)的路徑是圓弧：不能用“微元法”求解恒力做功，首選W＝F·x，但須關(guān)注力和位移的對(duì)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(dòng)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(duì)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(dòng)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(shí)所做的功W1．（2）足球沿草坪運(yùn)動(dòng)過程中，阻力對(duì)足球做的功W2

．（思考1）該同學(xué)踢球時(shí)，腳對(duì)球的作用力是恒力還是變力？這個(gè)力對(duì)球做正功還是做負(fù)功？怎樣用動(dòng)能定理求解？（思考2）足球沿草坪運(yùn)動(dòng)過程中，所受的阻力是恒力還是變力？這個(gè)力對(duì)球做正功還是做負(fù)功？怎樣用動(dòng)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(diǎn)為彈簧原長時(shí)物塊的位置．物塊由A點(diǎn)靜止釋放，沿粗糙水平面向右運(yùn)動(dòng)，最遠(yuǎn)到達(dá)B點(diǎn)．若物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，A、B兩點(diǎn)間的距離為L，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，試求：從A到B的過程中，彈簧彈力對(duì)物塊所做的功．鞏固提高：簡析：物塊從A

運(yùn)動(dòng)到B

的過程中，彈簧彈力是變力，先做正功后做負(fù)功；滑動(dòng)摩擦力是恒力，一直做負(fù)功；物塊的初末動(dòng)能均為0．★求解變力做功，首選動(dòng)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(jìn)入一半徑R＝0.4m的豎直半圓形軌道BCD，并恰能通過最高點(diǎn)D

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

運(yùn)動(dòng)到D

的過程中，克服摩擦力所做的功．簡析：從小球運(yùn)動(dòng)的全過程看，摩擦力是變力，且始終做負(fù)功；小球初動(dòng)能為0，但末動(dòng)能未知．（思考1）怎樣才能求得小球的末動(dòng)能（或末速度大?。?？“恰能通過”意味著什么？（思考2）如何用動(dòng)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(yùn)動(dòng)中利用向心力方程求速度★注意向心力方程、動(dòng)能定理方程的書寫規(guī)范！★圓周運(yùn)動(dòng)中利用向心力方程求速度★注意向心力方程、動(dòng)能定【變式2】如圖所示，由細(xì)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(diǎn)．一質(zhì)量為m的小球通過這段軌道時(shí)，在A點(diǎn)時(shí)剛好對(duì)管壁無壓力，在B點(diǎn)時(shí)對(duì)管外側(cè)壁壓力大小為0.5mg

．若不計(jì)空氣阻力，試求：由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)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(dòng)能定理方程的書寫規(guī)范！【變式2】如圖所示，由細(xì)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(dòng)機(jī)的額定功率為P

．某時(shí)刻，該汽車從靜止開始沿平直公路啟動(dòng)加速，經(jīng)時(shí)間t0

后達(dá)到最高速度vm

．若該汽車在整個(gè)加速過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)功率始終保持為P

，所受阻力大小恒為f，試求：該汽車在時(shí)間t0

內(nèi)經(jīng)過的位移大?。淅治觯海ㄋ伎?）汽車在時(shí)間t0

內(nèi)的位移能否用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解？不能用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解，因?yàn)槠嚭愎β蕟?dòng)加速過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)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(yùn)動(dòng)．vtOvmt0【例題3】一輛汽車質(zhì)量為m，發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為P．某（思考3）嘗試一下用動(dòng)能定理求解這段位移x

？（思考2）汽車做變加速運(yùn)動(dòng)的位移x

，應(yīng)該和哪個(gè)力做功有直接關(guān)系？發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力做正功，是變力功，只能用Pt0

來表示．阻力做負(fù)功，是恒力功，可以用－f·x

來表示．★動(dòng)能定理還可以用來求解“非勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的位移，不失為一種巧妙的方法！（思考3）嘗試一下用動(dòng)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(dòng)能定理是最常用的方法．當(dāng)物體受到一個(gè)變力和幾個(gè)恒力共同作用時(shí)，可以先求出幾個(gè)恒力所做的功，然后用動(dòng)能定理間接求變力做

的功，即W恒＋W變＝ΔEk

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

課堂小結(jié)：1．求解變力做功，動(dòng)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(xì)線一端系于O點(diǎn)，另一端與一質(zhì)量為m的小球連接，小球靜止懸掛在A點(diǎn)．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(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，細(xì)線偏離豎直方向的角度為θ

．若不計(jì)空氣阻力，重力加速度取g，試求：拉力F對(duì)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(xì)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(gè)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(shí)所做的功．（2）橡皮球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)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(dòng)，最初小球靜止在最低點(diǎn)A．現(xiàn)給小球提供一水平向右的初速度v0，并測得此時(shí)輕桿對(duì)小球的拉力大小為F＝8.2N．若小球繞行半周后恰能到達(dá)最高點(diǎn)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的大小．（2）從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中，空氣阻力對(duì)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(dòng)能定理的應(yīng)用（變力做功問題）（人教版）高一物理動(dòng)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(dòng)能定理，進(jìn)一步領(lǐng)會(huì)應(yīng)用動(dòng)能定理解題的優(yōu)越性.

2.掌握利用動(dòng)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(dòng)能定理，進(jìn)一步領(lǐng)會(huì)應(yīng)用溫故知新：【模型分析一】如圖所示，長為L的細(xì)線一端系于O點(diǎn)，另一端與一質(zhì)量為m的小球連接，小球靜止懸掛在A點(diǎn)．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(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，細(xì)線偏離豎直方向的角度為θ

．若不計(jì)空氣阻力，重力加速度取g，試求：重力對(duì)小球做的功WG、細(xì)線拉力對(duì)小球做的功WT、恒力F對(duì)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(xì)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(yùn)動(dòng)一周，試求：拉力F對(duì)小球做的功W

．ORFF（思考1）拉力F是恒力還是變力？拉力F對(duì)小球做正功還是負(fù)功？（思考2）拉力F對(duì)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(dòng)到OB位置的過程中，木板上重為G

＝

5N的物塊始終相對(duì)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(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

＝

．（思考1）題中“緩慢”意味著什么？①物塊始終處于共點(diǎn)力平衡狀態(tài)②動(dòng)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(gè)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(yùn)動(dòng)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?yàn)椋孩賵A弧長度無法計(jì)算②N

的大小在變化（思考4）能否嘗試用“動(dòng)能定理”求解WN？GNθf（思考3）物塊緩慢運(yùn)動(dòng)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(duì)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(dòng)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(duì)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(dòng)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(shí)所做的功W1．（2）足球沿草坪運(yùn)動(dòng)過程中，阻力對(duì)足球做的功W2

．（思考1）該同學(xué)踢球時(shí)，腳對(duì)球的作用力是恒力還是變力？這個(gè)力對(duì)球做正功還是做負(fù)功？怎樣用動(dòng)能定理求解？（思考2）足球沿草坪運(yùn)動(dòng)過程中，所受的阻力是恒力還是變力？這個(gè)力對(duì)球做正功還是做負(fù)功？怎樣用動(dòng)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(diǎn)為彈簧原長時(shí)物塊的位置．物塊由A點(diǎn)靜止釋放，沿粗糙水平面向右運(yùn)動(dòng)，最遠(yuǎn)到達(dá)B點(diǎn)．若物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，A、B兩點(diǎn)間的距離為L，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，試求：從A到B的過程中，彈簧彈力對(duì)物塊所做的功．鞏固提高：簡析：物塊從A

運(yùn)動(dòng)到B

的過程中，彈簧彈力是變力，先做正功后做負(fù)功；滑動(dòng)摩擦力是恒力，一直做負(fù)功；物塊的初末動(dòng)能均為0．★求解變力做功，首選動(dòng)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(jìn)入一半徑R＝0.4m的豎直半圓形軌道BCD，并恰能通過最高點(diǎn)D

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

運(yùn)動(dòng)到D

的過程中，克服摩擦力所做的功．簡析：從小球運(yùn)動(dòng)的全過程看，摩擦力是變力，且始終做負(fù)功；小球初動(dòng)能為0，但末動(dòng)能未知．（思考1）怎樣才能求得小球的末動(dòng)能（或末速度大小）？“恰能通過”意味著什么？（思考2）如何用動(dòng)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(yùn)動(dòng)中利用向心力方程求速度★注意向心力方程、動(dòng)能定理方程的書寫規(guī)范！★圓周運(yùn)動(dòng)中利用向心力方程求速度★注意向心力方程、動(dòng)能定【變式2】如圖所示，由細(xì)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(diǎn)．一質(zhì)量為m的小球通過這段軌道時(shí)，在A點(diǎn)時(shí)剛好對(duì)管壁無壓力，在B點(diǎn)時(shí)對(duì)管外側(cè)壁壓力大小為0.5mg

．若不計(jì)空氣阻力，試求：由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)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(dòng)能定理方程的書寫規(guī)范！【變式2】如圖所示，由細(xì)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(dòng)機(jī)的額定功率為P

．某時(shí)刻，該汽車從靜止開始沿平直公路啟動(dòng)加速，經(jīng)時(shí)間t0

后達(dá)到最高速度vm

．若該汽車在整個(gè)加速過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)功率始終保持為P

，所受阻力大小恒為f，試求：該汽車在時(shí)間t0

內(nèi)經(jīng)過的位移大?。淅治觯海ㄋ伎?）汽車在時(shí)間t0

內(nèi)的位移能否用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解？不能用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解，因?yàn)槠嚭愎β蕟?dòng)加速過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)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(yùn)動(dòng)．vtOvmt0【例題3】一輛汽車質(zhì)量為m，發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為P．某（思考3）嘗試一下用動(dòng)能定理求解這段位移x

？（思考2）汽車做變加速運(yùn)動(dòng)的位移x

，應(yīng)該和哪個(gè)力做功有直接關(guān)系？發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力做正功，是變力功，只能用Pt0

來表示．阻力做負(fù)功，是恒力功，可以用－f·x

來表示．★動(dòng)能定理還可以用來求解“非勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的位移，不失為一種巧妙的方法！（思考3）嘗試一下用動(dòng)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(dòng)能定理是最常用的方法．當(dāng)物體受到一個(gè)變力和幾個(gè)恒力共同作用時(shí)，可以先求出幾個(gè)恒力所做的功，然后用動(dòng)能定理間接求變力做

的功，即W恒＋W變＝ΔEk

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