全優(yōu)課堂·物理·必修第二冊(cè)(粵教版)·課件 第4章　第3節(jié) 動(dòng)能　動(dòng)能定理

第四章機(jī)械能及其守恒定律第三節(jié)動(dòng)能動(dòng)能定理

1.知道動(dòng)能的定義和表達(dá)式，會(huì)計(jì)算物體的動(dòng)能.2.會(huì)用牛頓第二定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式推導(dǎo)動(dòng)能定理，理解動(dòng)能定理的含義.3.能用動(dòng)能定理進(jìn)行相關(guān)分析與計(jì)算．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(dòng)時(shí)的動(dòng)能為Ek＝______.2．動(dòng)能是標(biāo)量：只有________，沒(méi)有______．3．單位：與____的單位相同．國(guó)際單位為_(kāi)_____，符號(hào)____.動(dòng)能大小方向功焦耳J1．內(nèi)容：合力對(duì)物體所做的功等于物體______的變化量．這個(gè)結(jié)論叫作____________．2．表達(dá)式：W＝______________或W＝_______________．動(dòng)能定理動(dòng)能動(dòng)能定理Ek2－Ek1課堂·

重難探究動(dòng)能定理的理解適用范圍既適用于恒力作用過(guò)程，也適用于變力作用過(guò)程；既適于物體做直線運(yùn)動(dòng)的情況，也適用于物體做曲線運(yùn)動(dòng)的情況揭示關(guān)系揭示了合力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系，若合力做功為W，物體的動(dòng)能就增加W；若合力做功為－W，物體的動(dòng)能就減少W研究對(duì)象一般是單個(gè)物體，若是幾個(gè)物體所組成的一個(gè)系統(tǒng)，則系統(tǒng)的所有外力和內(nèi)力做功的代數(shù)和等于系統(tǒng)總動(dòng)能的變化量研究過(guò)程既可以是針對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的某個(gè)分過(guò)程，也可以是針對(duì)運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程參考系動(dòng)能定理的計(jì)算式為標(biāo)量式，v為相對(duì)同一參考系的速度沒(méi)有特殊說(shuō)明時(shí)，都是指相對(duì)于地面的速度例1(多選)如圖所示，電梯質(zhì)量為M，在它的水平地板上放置一質(zhì)量為m的物體．電梯在鋼索的拉力作用下豎直向上加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)電梯的速度由v1增加到v2時(shí)，上升高度為H，則在這個(gè)過(guò)程中，下列說(shuō)法或表達(dá)式正確的是

(

)【答案】CD變式1

(多選)解放軍戰(zhàn)士為了增強(qiáng)身體素質(zhì)，進(jìn)行拉輪胎負(fù)重訓(xùn)練，如圖所示，已知繩子與水平地面間的夾角恒為θ，輪胎質(zhì)量為m，該戰(zhàn)士由靜止開(kāi)始做加速直線運(yùn)動(dòng)，位移為s時(shí)，速度達(dá)到v，已知繩上拉力大小恒為F，重力加速度為g，則由靜止加速到v的過(guò)程中 (

)【答案】BC1．應(yīng)用動(dòng)能定理解題的一般步驟：動(dòng)能定理的簡(jiǎn)單應(yīng)用2．動(dòng)能定理與牛頓運(yùn)動(dòng)定律的比較項(xiàng)目牛頓運(yùn)動(dòng)定律動(dòng)能定理適用條件只能研究物體在恒力作用下做直線運(yùn)動(dòng)的情況對(duì)于物體在恒力或變力作用下做直線運(yùn)動(dòng)或曲線運(yùn)動(dòng)的情況均適用應(yīng)用方法要考慮運(yùn)動(dòng)過(guò)程的每一個(gè)細(xì)節(jié)只考慮各力的做功情況及初、末狀態(tài)的動(dòng)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(duì)象，對(duì)物體進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析結(jié)論應(yīng)用動(dòng)能定理解題不涉及加速度、時(shí)間，不涉及矢量運(yùn)算，運(yùn)算簡(jiǎn)單，不易出錯(cuò)例2如圖，斜面末端B點(diǎn)與水平面平滑相接，現(xiàn)將一質(zhì)量m＝2kg、可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊在距水平地面高h(yuǎn)＝0.5m處的A點(diǎn)以一定初速度釋放(速度方向沿斜面向下)，物塊運(yùn)動(dòng)到水平面上距B點(diǎn)s＝1.6m處的C點(diǎn)停下，已知斜面光滑，物塊與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，其他阻力忽略不計(jì)．(g取10m/s2)(1)求物塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大??；(2)求物塊在A點(diǎn)的動(dòng)能；(3)若賦予物塊向左的水平初速度，使其從C點(diǎn)恰好到達(dá)A點(diǎn)，求水平初速度大小(結(jié)果可帶根號(hào)).變式2

(2024年廈門(mén)一中期中)如圖所示，某電動(dòng)玩具小車(chē)質(zhì)量為1kg，可視為質(zhì)點(diǎn)，以額定功率10W由靜止開(kāi)始從A點(diǎn)出發(fā)，沿直軌道AB加速3s后關(guān)閉動(dòng)力，沖上曲線軌道BC并從最高點(diǎn)C處水平飛出，BC高度差h＝1.8m，小車(chē)飛出后恰好落在傾角為37°的斜面CD底端D處，D與B處于同一水平面，g取10m/s2，不計(jì)空氣阻力，求：(1)小車(chē)在C點(diǎn)時(shí)的速度大小；(2)摩擦力在AC段對(duì)小車(chē)所做的功；(3)小車(chē)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)重力對(duì)小車(chē)做功的瞬時(shí)功率．小練·

隨堂鞏固1．關(guān)于運(yùn)動(dòng)物體所受的合力、合力做的功及動(dòng)能變化的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是

(

)A．合力為零，則合力做功一定為零B．合力做功為零，則合外力一定為零C．合力做功越多，則動(dòng)能一定越大D．動(dòng)能不變，則物體所受合力一定為零【答案】A【解析】如果物體所受的合力為零，根據(jù)W＝Fscosα，可得合力對(duì)物體做的總功一定為零，A正確；如果合力做的功為零，但合力不一定為零，可能物體的合力和運(yùn)動(dòng)方向垂直而不做功，B錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理可知，如果合力做功越多，動(dòng)能變化越大，但是動(dòng)能不一定越大，C錯(cuò)誤；物體動(dòng)能不變，只能說(shuō)合力不做功，但合力不一定為零，例如做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，D錯(cuò)誤．2．一個(gè)物體的速度從零增大到v，外力對(duì)物體做功為W1；速度再?gòu)膙增大到2v，外力對(duì)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】A3．用同樣的水平力分別沿光滑水平面和粗糙水平面推動(dòng)同一個(gè)木塊，都使它們移動(dòng)相同的距離．兩種情況下推力的功分別是W1、W2，木塊最終獲得的動(dòng)能分別為Ek1、Ek2，則 (

)A．W1＝W2，Ek1＝Ek2 B．W1≠W2，Ek1≠Ek2C．W1＝W2，Ek1≠Ek2 D．W1≠W2，Ek1＝Ek2【答案】C【解析】根據(jù)功的表達(dá)式W＝Fs，可知在力和位移相等時(shí)，做功相等．根據(jù)動(dòng)能定理W合＝ΔEk，光滑水平面W合1＝Fs，粗糙水平面W合2＝Fs－Ffs，可見(jiàn)兩種情況下合力的功不同，因此最終獲得的動(dòng)能不同，C正確．4．如圖所示，一滑雪運(yùn)動(dòng)員從山坡上的A點(diǎn)由靜止開(kāi)始滑到山坡底的B點(diǎn)，該運(yùn)動(dòng)員和雪橇的總質(zhì)量為m，滑到B點(diǎn)的速度大小為v，A、B兩點(diǎn)的高度差為h，重力加速度為g，該過(guò)程中阻力做的功為 (

)【答案】C【答案】C【解析】設(shè)物體在AB段克服摩擦力做的功為Wf，對(duì)全過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理有mgR－Wf－μmgR＝0，解得Wf＝mgR(1－μ)，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．6．(2024年阜新期中)一個(gè)質(zhì)量m＝2kg的物體，剛開(kāi)始靜止在水平面上，施加一與水平方向成37°角斜向上方的拉力F＝15N后，在水平面上移動(dòng)的距離L＝2m，物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力f＝4N，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，則：(1)支持力、重力、拉力和摩擦力分別對(duì)物體做了多少功？(2)合力對(duì)物體做的總功是多少？(3)此過(guò)程物體獲得的速度是多少？(4)此時(shí)摩擦力的瞬時(shí)