【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(dòng)能 動(dòng)能定理課件 大綱人教

第二節(jié)動(dòng)能動(dòng)能定理

課堂互動(dòng)講練經(jīng)典題型探究知能優(yōu)化演練第二節(jié)動(dòng)能動(dòng)能定理基礎(chǔ)知識(shí)梳理基礎(chǔ)知識(shí)梳理運(yùn)動(dòng)標(biāo)焦耳二、動(dòng)能定理1．內(nèi)容：力在某個(gè)過(guò)程中對(duì)物體所做的功，等于物體在這個(gè)過(guò)程中動(dòng)能的______．2．表達(dá)式：W＝Ek2－Ek1＝_____________.3．物理意義：動(dòng)能定理指出了外力對(duì)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(dòng)能具有相對(duì)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(dòng)能變化動(dòng)能變化課堂互動(dòng)講練一、對(duì)動(dòng)能定理的理解1．動(dòng)能定理公式中等號(hào)的意義等號(hào)表明合力做功與物體動(dòng)能的變化間的三個(gè)關(guān)系：(1)數(shù)量關(guān)系：即合外力所做的功與物體動(dòng)能的變化具有等量代換關(guān)系．可以通過(guò)計(jì)算物體動(dòng)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(guó)際單位都是焦耳．(3)因果關(guān)系：合外力的功是引起物體動(dòng)能變化的原因．2．動(dòng)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(wèn)題時(shí)，可以考慮使用動(dòng)能定理．由于只需要從力在整個(gè)位移內(nèi)做的功和這段位移始末兩狀態(tài)動(dòng)能變化去考慮，無(wú)需注意其中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的細(xì)節(jié)，同時(shí)動(dòng)能和功都是標(biāo)量，無(wú)方向性，所以無(wú)論是直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)，計(jì)算都會(huì)特別方便．3．高中階段動(dòng)能定理中的位移和速度應(yīng)以地面或相對(duì)地面靜止的物體為參考系．4．適用范圍：直線運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)、恒力做功、變力做功、各個(gè)力同時(shí)做功、分段做功均可用動(dòng)能定理．特別提醒：動(dòng)能定理說(shuō)明外力對(duì)物體所做的總功和動(dòng)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(dòng)能．即時(shí)應(yīng)用

(即時(shí)突破，小試牛刀)1.(2010年高考課標(biāo)全國(guó)卷)如圖5－2－1所示，在外力作用下某質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)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(shí)間內(nèi)，外力做正功B．在0～t1時(shí)間內(nèi)，外力的功率逐漸增大C．在t2時(shí)刻，外力的功率最大D．在t1～t3時(shí)間內(nèi)，外力做的總功為零解析：選AD.由動(dòng)能定理可知，在0～t1時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)速度越來(lái)越大，動(dòng)能越來(lái)越大，外力一定做正功，故A項(xiàng)正確；在t1～t3時(shí)間內(nèi)，動(dòng)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(gè)時(shí)刻功率為零，故B、C都錯(cuò)．二、動(dòng)能定理的應(yīng)用1．運(yùn)用動(dòng)能定理須注意的問(wèn)題(1)應(yīng)用動(dòng)能定理解題時(shí)，在分析過(guò)程的基礎(chǔ)上無(wú)需深究物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中狀態(tài)變化的細(xì)節(jié)，只需考慮整個(gè)過(guò)程的功及過(guò)程始末的動(dòng)能．(2)若過(guò)程包含了幾個(gè)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)不同的分過(guò)程，既可分段考慮，也可整個(gè)過(guò)程考慮．但求功時(shí)，有些力不是全過(guò)程都作用的，必須根據(jù)不同的情況分別對(duì)待求出總功，計(jì)算時(shí)要把各力的功連同符號(hào)(正負(fù))一同代入公式．2．解題步驟驟(1)選取研究對(duì)對(duì)象，明確確它的運(yùn)動(dòng)動(dòng)過(guò)程．(2)分析研究對(duì)對(duì)象的受力力情況和各各個(gè)力的做做功情況，，然后求各各個(gè)外力做做功的代數(shù)數(shù)和．(3)明確物體在在過(guò)程始末末狀態(tài)的動(dòng)動(dòng)能Ek1和Ek2.(4)列出動(dòng)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(shí)，如如涉及位移移和速度而而不涉及時(shí)時(shí)間時(shí)應(yīng)首首先考慮應(yīng)應(yīng)用動(dòng)能定定理，而后后考慮牛頓頓定律、運(yùn)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式式，如涉及及加速度時(shí)時(shí)，先考慮慮牛頓第二二定律．(2)用動(dòng)能定理理解題，關(guān)關(guān)鍵是對(duì)研研究對(duì)象進(jìn)進(jìn)行準(zhǔn)確的的受力分析析及運(yùn)動(dòng)過(guò)過(guò)程分析，，并畫出物物體運(yùn)動(dòng)過(guò)過(guò)程的草圖圖，讓草圖圖幫助我們們理解物理理過(guò)程和各各量關(guān)系，，有些力在在物體運(yùn)動(dòng)動(dòng)全過(guò)程中中不是始終終存在的，，在計(jì)算外外力做功時(shí)時(shí)更應(yīng)引起起注意．即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)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(duì)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(dòng)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(shí)時(shí)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(dòng)動(dòng)到到環(huán)環(huán)的的最最高高點(diǎn)點(diǎn)時(shí)時(shí)，，環(huán)環(huán)對(duì)對(duì)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(dòng)動(dòng)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(wú)無(wú)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(dòng)動(dòng)到到最最高高點(diǎn)點(diǎn)的的過(guò)過(guò)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(wú)無(wú)作作用用力力，，此此時(shí)時(shí)重重力力作作為為向向心心力力，，在在應(yīng)應(yīng)用用動(dòng)動(dòng)能能表表達(dá)達(dá)式式時(shí)時(shí)，，搞搞清清初初、、末末狀狀態(tài)態(tài)．．【方法法技技巧巧】用動(dòng)動(dòng)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(gè)個(gè)狀狀態(tài)態(tài)的的速速度度，，以以及及在在中中間間過(guò)過(guò)程程中中其其他他力力對(duì)對(duì)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(gè)個(gè)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(dòng)動(dòng)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(gè)個(gè)向向右右的的初初速速度度v0，如如果果在在運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)過(guò)過(guò)程程中中還還受受到到一一個(gè)個(gè)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(dòng)速速度)，則環(huán)在整個(gè)個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中中克服摩擦力力所做的功(假設(shè)桿足夠長(zhǎng)長(zhǎng))可能為()圖5－2－4答案：ABD題型二應(yīng)用動(dòng)能定律求解多過(guò)程問(wèn)題例2(1)小球通過(guò)粗糙糙管道過(guò)程中中克服摩擦阻阻力做的功；；(2)小球通過(guò)“9”管道的最高點(diǎn)點(diǎn)N時(shí)對(duì)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(dòng)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(guò)程問(wèn)問(wèn)題時(shí)，要特特別注意分析析各個(gè)力做功功的特點(diǎn)，例例如：重力做做功與實(shí)際路路徑無(wú)關(guān)，只只與始末位置置高度差有關(guān)關(guān)；滑動(dòng)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(gè)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(gè)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(dòng)摩擦因因數(shù)為μ＝0.10.小物塊在盆內(nèi)內(nèi)來(lái)回滑動(dòng)，，最后停下來(lái)來(lái)，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(gè)個(gè)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(zhǎng)長(zhǎng)時(shí)時(shí)，，小小物物塊塊靜靜止止于于O點(diǎn)，，現(xiàn)現(xiàn)對(duì)對(duì)小小物物塊塊施施加加一一個(gè)個(gè)外外力力F，使使它它緩緩慢慢移移動(dòng)動(dòng)，，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(guò)過(guò)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(dòng)，，已知O點(diǎn)至桌邊邊B點(diǎn)的距離離為L(zhǎng)＝2x，水平桌桌面的高高為h＝5.0m，計(jì)算時(shí)時(shí)可認(rèn)為為滑動(dòng)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(dòng)能定理與圖象結(jié)合的問(wèn)題例3甲乙乙圖5－2－7(1)在壓縮彈彈簧的過(guò)過(guò)程中，，彈簧存存貯的最最大彈性性勢(shì)能；；(2)小物塊到到達(dá)桌邊邊B點(diǎn)時(shí)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(shí)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(shì)能對(duì)對(duì)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(shí)對(duì)應(yīng)F的含義．．【答案】(