【優(yōu)化方案】浙江省高考物理總復(fù)習(xí) 第5章第二節(jié) 動能 動能定理課件 大綱人教

第二節(jié)動能動能定理

課堂互動講練經(jīng)典題型探究知能優(yōu)化演練第二節(jié)動能動能定理基礎(chǔ)知識梳理基礎(chǔ)知識梳理運(yùn)動標(biāo)焦耳二、動能定理1．內(nèi)容：力在某個過程中對物體所做的功，等于物體在這個過程中動能的______．2．表達(dá)式：W＝Ek2－Ek1＝_____________.3．物理意義：動能定理指出了外力對物體所做的總功與物體_________之間的關(guān)系，即合力的功是物體__________的量度．特別提示：動能具有相對性，其數(shù)值與參考系的選取有關(guān)，一般取地面為參考系．變化動能變化動能變化課堂互動講練一、對動能定理的理解1．動能定理公式中等號的意義等號表明合力做功與物體動能的變化間的三個關(guān)系：(1)數(shù)量關(guān)系：即合外力所做的功與物體動能的變化具有等量代換關(guān)系．可以通過計(jì)算物體動能的變化，求合力的功，進(jìn)而求得某一力的功．(2)單位相同，國際單位都是焦耳．(3)因果關(guān)系：合外力的功是引起物體動能變化的原因．2．動能定理中涉及的物理量有F、l、m、v、W、Ek等，在處理含有上述物理量的力學(xué)問題時，可以考慮使用動能定理．由于只需要從力在整個位移內(nèi)做的功和這段位移始末兩狀態(tài)動能變化去考慮，無需注意其中運(yùn)動狀態(tài)變化的細(xì)節(jié)，同時動能和功都是標(biāo)量，無方向性，所以無論是直線運(yùn)動還是曲線運(yùn)動，計(jì)算都會特別方便．3．高中階段動能定理中的位移和速度應(yīng)以地面或相對地面靜止的物體為參考系．4．適用范圍：直線運(yùn)動、曲線運(yùn)動、恒力做功、變力做功、各個力同時做功、分段做功均可用動能定理．特別提醒：動能定理說明外力對物體所做的總功和動能變化間的一種因果關(guān)系和數(shù)量關(guān)系，不可理解為功轉(zhuǎn)變成了物體的動能．即時應(yīng)用

(即時突破，小試牛刀)1.(2010年高考課標(biāo)全國卷)如圖5－2－1所示，在外力作用下某質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的v－t圖象為正弦曲線．從圖中可以判斷(

)圖5－2－1A．在0～t1時間內(nèi)，外力做正功B．在0～t1時間內(nèi)，外力的功率逐漸增大C．在t2時刻，外力的功率最大D．在t1～t3時間內(nèi)，外力做的總功為零解析：選AD.由動能定理可知，在0～t1時間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)速度越來越大，動能越來越大，外力一定做正功，故A項(xiàng)正確；在t1～t3時間內(nèi)，動能變化量為零，可以判定外力做的總功為零，故D項(xiàng)正確；由P＝F·v知0、t1、t2、t3四個時刻功率為零，故B、C都錯．二、動能定理的應(yīng)用1．運(yùn)用動能定理須注意的問題(1)應(yīng)用動能定理解題時，在分析過程的基礎(chǔ)上無需深究物體運(yùn)動過程中狀態(tài)變化的細(xì)節(jié)，只需考慮整個過程的功及過程始末的動能．(2)若過程包含了幾個運(yùn)動性質(zhì)不同的分過程，既可分段考慮，也可整個過程考慮．但求功時，有些力不是全過程都作用的，必須根據(jù)不同的情況分別對待求出總功，計(jì)算時要把各力的功連同符號(正負(fù))一同代入公式．2．解題步驟驟(1)選取研究對對象，明確確它的運(yùn)動動過程．(2)分析研究對對象的受力力情況和各各個力的做做功情況，，然后求各各個外力做做功的代數(shù)數(shù)和．(3)明確物體在在過程始末末狀態(tài)的動動能Ek1和Ek2.(4)列出動能定定理的方程程W合＝Ek2－Ek1及其他必要要的解題方方程，進(jìn)行行求解．特別提醒：：(1)在研究某一一物體受到到力的持續(xù)續(xù)作用而發(fā)發(fā)生狀態(tài)改改變時，如如涉及位移移和速度而而不涉及時時間時應(yīng)首首先考慮應(yīng)應(yīng)用動能定定理，而后后考慮牛頓頓定律、運(yùn)運(yùn)動學(xué)公式式，如涉及及加速度時時，先考慮慮牛頓第二二定律．(2)用動能定理理解題，關(guān)關(guān)鍵是對研研究對象進(jìn)進(jìn)行準(zhǔn)確的的受力分析析及運(yùn)動過過程分析，，并畫出物物體運(yùn)動過過程的草圖圖，讓草圖圖幫助我們們理解物理理過程和各各量關(guān)系，，有些力在在物體運(yùn)動動全過程中中不是始終終存在的，，在計(jì)算外外力做功時時更應(yīng)引起起注意．即時應(yīng)用(即時突破，，小試牛刀刀)2．如圖5－2－2所示，一質(zhì)質(zhì)量為2kg的鉛球從離離地面2m高處自由下下落，陷入入沙坑2cm深處，求沙沙子對鉛球球平均阻力力的大?。?g取10m/s2)圖5－2－2答案：2020N經(jīng)典題型探究題型一應(yīng)用動能定理求變力的功例1(2011年溫州第一一次聯(lián)考)如圖圖5－2－3所示示，，半半徑徑為為R的金金屬屬環(huán)環(huán)豎豎直直放放置置，，環(huán)環(huán)上上套套有有一一質(zhì)質(zhì)量量為為m的小小球球，，小小球球開開始始時時靜靜止止于于最最低低點(diǎn)點(diǎn)．．現(xiàn)現(xiàn)給給小小球球一一沖沖擊擊，，使使它它以以初初速速度度v0沿環(huán)環(huán)上上滑滑，，已已知知v0＝.求：：圖5－2－3(1)若金金屬屬環(huán)環(huán)光光滑滑，，小小球球運(yùn)運(yùn)動動到到環(huán)環(huán)的的最最高高點(diǎn)點(diǎn)時時，，環(huán)環(huán)對對小小球球作作用用力力的的大大小小和和方方向向．．(2)若金金屬屬環(huán)環(huán)粗粗糙糙，，小小球球運(yùn)運(yùn)動動到到環(huán)環(huán)的的最最高高點(diǎn)點(diǎn)與與環(huán)環(huán)恰恰無無作作用用力力，，小小球球從從最最低低點(diǎn)點(diǎn)運(yùn)運(yùn)動動到到最最高高點(diǎn)點(diǎn)的的過過程程中中克克服服摩摩擦擦力力所所做做的的功功．．【思路路點(diǎn)點(diǎn)撥撥】解題題的的關(guān)關(guān)鍵鍵是是抓抓住住小小球球到到最最高高點(diǎn)點(diǎn)恰恰無無作作用用力力，，此此時時重重力力作作為為向向心心力力，，在在應(yīng)應(yīng)用用動動能能表表達(dá)達(dá)式式時時，，搞搞清清初初、、末末狀狀態(tài)態(tài)．．【方法法技技巧巧】用動動能能定定理理求求變變力力的的功功，，是是非非常常方方便便的的，，但但是是必必須須已已知知物物體體始始末末兩兩個個狀狀態(tài)態(tài)的的速速度度，，以以及及在在中中間間過過程程中中其其他他力力對對物物體體做做的的功功．．變式式訓(xùn)訓(xùn)練練1(2011年湖湖北北黃黃岡岡模模擬擬)如圖圖5－2－4所示示，，一一個個質(zhì)質(zhì)量量為為m的圓圓環(huán)環(huán)套套在在一一根根固固定定的的水水平平直直桿桿上上，，環(huán)環(huán)與與桿桿的的動動摩摩擦擦因因數(shù)數(shù)為為μ，現(xiàn)現(xiàn)給給環(huán)環(huán)一一個個向向右右的的初初速速度度v0，如如果果在在運(yùn)運(yùn)動動過過程程中中還還受受到到一一個個方方向向始始終終豎豎直直向向上上的的力力F的作用，已知知力F的大小為F＝kv(k為常數(shù)，v為環(huán)的運(yùn)動速速度)，則環(huán)在整個個運(yùn)動過程中中克服摩擦力力所做的功(假設(shè)桿足夠長長)可能為()圖5－2－4答案：ABD題型二應(yīng)用動能定律求解多過程問題例2(1)小球通過粗糙糙管道過程中中克服摩擦阻阻力做的功；；(2)小球通過“9”管道的最高點(diǎn)點(diǎn)N時對軌道的作作用力；(3)小球從C點(diǎn)離開“9”管道之后做平平拋運(yùn)動的水水平位移．圖5－2－5【答案】(1)2J(2)35N，方向豎直向向上(3)2.77m【方法總結(jié)】解決多過程問問題時，要特特別注意分析析各個力做功功的特點(diǎn)，例例如：重力做做功與實(shí)際路路徑無關(guān)，只只與始末位置置高度差有關(guān)關(guān)；滑動摩擦擦力做功與路路程有關(guān)．變式訓(xùn)練2如圖5－2－6所示，ABCD是一個盆式容容器，盆內(nèi)側(cè)側(cè)壁與盆底BC的連接處都是是一段與BC相切的圓弧，，BC為水平的，其其距離d＝0.50m．盆邊緣的高高度為h＝0.30m．在A處放一個質(zhì)量量為m的小物塊并讓讓其從靜止出出發(fā)下滑．已已知盆內(nèi)側(cè)壁壁是光滑的，，而盆底BC面與小物塊間間的動摩擦因因數(shù)為μ＝0.10.小物塊在盆內(nèi)內(nèi)來回滑動，，最后停下來來，則停下的的位置到B的距離為()圖5－2－6A．0.50mB．0.25mC．0.10mD．0(滿分分樣樣板板16分)(2011年金金華華模模擬擬)如圖圖5－2－7甲所所示示，，一一條條輕輕質(zhì)質(zhì)彈彈簧簧左左端端固固定定在在豎豎直直墻墻面面上上，，右右端端放放一一個個可可視視為為質(zhì)質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)的的小小物物塊塊，，小小物物塊塊的的質(zhì)質(zhì)量量為為m＝1.0kg，當(dāng)當(dāng)彈彈簧簧處處于于原原長長時時，，小小物物塊塊靜靜止止于于O點(diǎn)，，現(xiàn)現(xiàn)對對小小物物塊塊施施加加一一個個外外力力F，使使它它緩緩慢慢移移動動，，將將彈彈簧簧壓壓縮縮至至A點(diǎn)，，壓壓縮縮量量為為x＝0.1m，在在這這一一過過程程中中，，所所用用外外力力F與壓縮量量的關(guān)系系如圖乙乙所示．．然后撤撤去F釋放小物物塊，讓讓小物塊塊沿桌面面運(yùn)動，，已知O點(diǎn)至桌邊邊B點(diǎn)的距離離為L＝2x，水平桌桌面的高高為h＝5.0m，計(jì)算時時可認(rèn)為為滑動摩摩擦力近近似等于于最大靜靜摩擦力力．求(g取10m/s2)：題型三動能定理與圖象結(jié)合的問題例3甲乙乙圖5－2－7(1)在壓縮彈彈簧的過過程中，，彈簧存存貯的最最大彈性性勢能；；(2)小物塊到到達(dá)桌邊邊B點(diǎn)時速度度的大小?。?3)小物塊落落地點(diǎn)與與桌邊B點(diǎn)的水平平距離x′.【思路點(diǎn)撥撥】解答本題題時應(yīng)注注意以下下三點(diǎn)：：(1)F－x圖象與x軸所圍面面積為變變力F做的功；；(2)彈簧存貯貯的彈性性勢能對對應(yīng)彈簧簧的彈力力所做的的負(fù)功的的值；(3)F－x圖象中x＝0時對應(yīng)F的含義．．【答案】(