新教材同步系列2024春高中物理第八章機(jī)械能守恒定律3動能和動能定理課件新人教版必修第二冊

第八章機(jī)械能守恒定律3動能和動能定理學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)法指導(dǎo)1．知道動能的定義和表達(dá)式，會計算物體的動能2．會用牛頓第二定律與運(yùn)動學(xué)公式推導(dǎo)動能定理，理解動能定理的含義3．能用動能定理進(jìn)行相關(guān)分析與計算1．復(fù)習(xí)初中學(xué)過的動能的相關(guān)內(nèi)容，結(jié)合本節(jié)學(xué)習(xí)，掌握動能的概念及影響動能大小的因素2．通過實(shí)例掌握應(yīng)用動能定理處理相關(guān)問題的基本思路，體會應(yīng)用動能定理解題的優(yōu)越性知識導(dǎo)圖課前·

自主預(yù)習(xí)1．表達(dá)式質(zhì)量為m的物體，以速度v運(yùn)動時的動能：Ek＝________．2．動能是標(biāo)量只有________，沒有__________．3．單位與______的單位相同．國際單位為______，符號______．動能的表達(dá)式大小方向功焦耳J物體的動能會小于零嗎？【答案】不會動能總大于或等于零．(2022年福清期中)一粒質(zhì)量為20g的子彈以600m/s的速度飛行，與一只質(zhì)量為80kg的鴕鳥以10m/s的速度奔跑相比 (

)A．鴕鳥的動能較大B．子彈的動能較大C．二者的動能一樣大D．無法比較它們的動能【答案】A1．含義力在一個過程中對物體做的功，等于物體在這個過程中_______的變化．這個結(jié)論叫作__________．2．表達(dá)式W＝__________或W＝_______________．動能定理動能動能定理Ek2－Ek1一個物體的速度從0增大到v，外力對物體做功為W1；速度再從v增大到2v，外力對物體做功為W2，則W1和W2的關(guān)系正確的是

(

)A．W2＝3W1 B．W2＝2W1C．W2＝W1 D．W2＝4W1【答案】A課堂·

重難探究1．表達(dá)式的理解(1)公式W＝Ek2－Ek1中W是合外力做功，不是某個力做功，W可能是正功，也可能是負(fù)功．(2)Ek2、Ek1分別是末動能和初動能，Ek2可能大于Ek1，也可能小于或等于Ek1.動能定理的理解2．普遍性動能定理雖然可根據(jù)牛頓第二定律和勻變速直線運(yùn)動的公式推出，但動能定理本身既適用于恒力作用過程，也適用于變力作用過程；既適用于物體做直線運(yùn)動的情況，也適用于物體做曲線運(yùn)動的情況．例1

(2023年潮州期末)如圖甲所示的“滑滑梯”是小朋友喜愛的游戲活動．“滑滑梯”可簡化為如圖乙所示的模型，斜面AB傾角θ＝37°，AD高h(yuǎn)＝2.4m，C點(diǎn)處有墻壁．一位質(zhì)量為m＝15kg的小朋友(視為質(zhì)點(diǎn))從A點(diǎn)開始靜止下滑，最后停在水平滑道BC上．甲乙假定小朋友與AB、BC間的動摩擦因數(shù)均為μ＝0.5，且經(jīng)過B點(diǎn)時速度大小不變，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：(1)小朋友在滑行過程中重力勢能變化量；(2)小朋友滑到B點(diǎn)時重力的功率；(3)為防止小朋友在C點(diǎn)碰墻，B、C間的最小距離應(yīng)為多少米？解：(1)重力勢能的變化量ΔEp＝mgh＝15×10×2.4J＝360J.變式1在體育課上，某同學(xué)練習(xí)投籃，他站在罰球線處用力將籃球從手中投出，如圖所示，籃球約以1m/s的速度撞擊籃筐．已知籃球質(zhì)量約為0.6kg，籃筐離地高度約為3m，則該同學(xué)投籃時對籃球做的功約為

(

)A．1J B．10JC．40J D．100J【答案】B動能定理與牛頓定律解題的比較動能定理的應(yīng)用項目牛頓定律動能定理適用條件只能研究在恒力作用下物體做直線運(yùn)動的情況對于物體在恒力或變力作用下，物體做直線或曲線運(yùn)動均適用應(yīng)用方法要考慮運(yùn)動過程的每一個細(xì)節(jié)，結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式解題只考慮各力的做功情況及初、末狀態(tài)的動能運(yùn)算方法矢量運(yùn)算代數(shù)運(yùn)算相同點(diǎn)確定研究對象，對物體進(jìn)行受力分析和運(yùn)動過程分析例2

(2023年湛江二中期中)如圖所示，一質(zhì)量m＝2kg的鉛球從離地面高H＝2m處由靜止開始下落，陷入沙坑中2cm深處，下落過程中鉛球克服空氣阻力做功W克＝4J，g取10m/s2.求：(1)鉛球從開始下落至地面的過程中，重力勢能的減少量ΔEp；(2)鉛球落至地面時重力的瞬時功率；(3)沙子對鉛球的平均阻力大?。兪?

(2023年哈爾濱階段檢測)球從地面由靜止開始射門，在高度為h處射入球門，足球飛入球門的速度為v，足球質(zhì)量為m，則球員將足球踢出時對足球做的功W為(不計空氣阻力、足球可視為質(zhì)點(diǎn))(

)【答案】C變式3如圖所示，豎直平面內(nèi)有一固定光滑弧形軌道AB與粗糙水平地面平滑連接，B為弧形軌道的最低點(diǎn)．已知弧形軌道最高點(diǎn)A距離水平地面的高度h＝1.8m．現(xiàn)有一質(zhì)量m＝0.5kg的滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，從A點(diǎn)由靜止開始沿弧形軌道下滑，最后在水平地面上的C點(diǎn)停止運(yùn)動．不計空氣阻力，重力加速度g取10m/s2.求：(1)滑塊滑至B點(diǎn)時速度vB的大??；(2)滑塊在水平地面上滑動過程中克服摩擦力做的功Wf.核心素養(yǎng)應(yīng)用利用動能定理求解變力做功的步驟(1)分析物體的受力情況，確定哪些力是恒力，哪些力是變力，如果是恒力，寫出恒力做功的表達(dá)式，如果是變力，用相應(yīng)功的符號表示出變力所做的功；(2)分析物體運(yùn)動的初、末狀態(tài)，求出動能的變化量；(3)運(yùn)用動能定理列式求解．科學(xué)思維——應(yīng)用動能定理求解變力做功例3一個勁度系數(shù)k＝800N/m的輕質(zhì)彈簧，兩端分別連接著質(zhì)量均為m＝12kg的物體A和B，將它們豎直靜止地放在水平地面上，如圖所示．在物體A上施加一豎直向上的變力F，使物體A由靜止開始向上做勻加速運(yùn)動，當(dāng)t＝0.4s時物體B剛好離開地面(設(shè)整個勻加速過程彈簧都處于彈性限度內(nèi)，g取10m/s2).求：(1)此過程中物體A的加速度的大?。?2)此過程中外力F所做的功．小練·

隨堂鞏固1．(2021年淮安月考)關(guān)于物體的動能，下列說法正確的是 (

)A．物體的質(zhì)量、速度不變，其動能一定不變B．物體的動能不變，其速度一定不變C．兩個物體中，速度大的動能也大D．某一過程中物體的速度變化，其動能一定變化【答案】A2．A、B兩物體的速度之比為2∶1，質(zhì)量的大小之比為1∶3，則它們的動能之比為

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)A．12∶1 B．12∶3C．12∶5 D．4∶3【答案】D3．(多選)(2023武漢實(shí)驗中學(xué)月考)質(zhì)量為2kg的物體以某一初速度在水平面上滑行，由于摩擦力的作用，其動能隨位移變化的關(guān)系圖像如圖所示，重力加速度g取10m/s2，以下說法正確的是 (

)A．物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.25B．物體與水平面間的摩擦力大小為5NC．物體滑行過程中的動能的變化量為100JD．物體滑行的加速度大小為2.5m/s2【答案】ABD【答案】C【解析】設(shè)物體在AB段克服摩擦力做的功為Wf，對全過程應(yīng)用動能定理：mgR－Wf－μmgR＝0，解得Wf＝mgR(1－μ)，故C正確，A、B、D錯誤．5．(2023年廣州荔灣期中)如圖所示，在滑雪場的滑道PQR上質(zhì)量為60kg的滑雪愛好者從頂端P靜止滑下，從末端R滑出時速度為18m/s，滑行過程中姿勢保持不變，P端相對滑道最低點(diǎn)Q的高度24m，R端相對Q點(diǎn)高度4m．從P到R滑行過程中，該滑雪愛好者克服阻力做功和重力做功的比值約為

(

)A．0.1 B．0.2C．0.8