2022-2023年粵教版(2019)新教材高中物理必修2 第4章機械能及其守恒定律第3節(jié)動能動能定理(1)課件

內(nèi)容要點動能定理的回顧與認識應用動能定理解決不同類型的問題一、動能定理回顧與理解2 2W

1

mv2

1

mv2合 末 初初狀態(tài)的動能合力的總功 末狀態(tài)的動能W合

W1W2W3

…

F合

s

cosW合(1)(2)1、W合的計算方法2、動能定理的適用類型既適用于直線運動，也適用于曲線運動。既適用于恒力做功，也適用于變力做功。一、動能定理回顧與理解確定研究對象選擇研究過程，確定初末狀態(tài)分析過程中對象的受力，寫出各力的功寫出動能定理表達式，求解2 23、應用動能定理解題的步驟

W

1

mv21

mv2合末初二、求變力做功mgN例1

如圖所示，運動員駕駛摩托車做騰躍特技表演。運動員從斜坡底部的A處，以v0=10m/s的初速度保持摩托車以額定功率P0=1.8kW行駛。經(jīng)t=13s的時間沖上斜坡，然后從斜坡頂部的B點水平飛出。已知人和車的總質(zhì)量m=180kg，坡頂高度h=5m，落地點距B點的水平距離s=16m，不計空氣阻力，重力加速度g=10m／s2。求摩托車沖上坡頂?shù)倪^程中克服摩擦力做的功。F動f分析：（1）f是變力，整體求出Wf（2）F動是變力，做功W

=

P0t（3）利用平拋規(guī)律可以求出B點的速度解：對人和車，從A到B，由動能定理可得:0P0t

-mgh

+Wf =1212mv2

-mv2由B點到落地過程，有：1

gt

2

h2vt

sv

16m/s……①將v代入①，得：Wf

=

-360J∴ 克服摩擦力做功為360焦耳。mgNf初F動末例1

如圖所示，運動員駕駛摩托車做騰躍特技表演。運動員從斜坡底部的A處，以v0=10m/s的初速度保持摩托車以額定功率P0=1.8kW行駛。經(jīng)t=13s的時間沖上斜坡，然后從斜坡頂部的B點水平飛出。已知人和車的總質(zhì)量m=180kg，坡頂高度h=5m，落地點距B點的水平距離s=16m，不計空氣阻力，重力加速度g=10m／s2。求摩托車沖上坡頂?shù)倪^程中克服摩擦力做的功。二、求變力做功mgNF動f收獲：動能定理可以用來求出變力的功恒定功率可以直接求功：W

=

P0t例2

如圖所示，勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧的一端固定在墻壁上，自由態(tài)時到達O點．有一質(zhì)量為m的物體以一定初速度由A點正對彈簧滑行，到達B點時速度為零，此后物體剛好回到A點．已知彈簧在彈性限度內(nèi)，物體與水平地面動摩擦因數(shù)為μ，AO、OB距離分別為l1、l2．求：全程彈簧彈力做功是多少?物體從O到B克服彈力所做的功是多少?B Ol2l1A三、含彈簧的問題分析：彈簧彈力做功：特點、功的定義O到B彈簧做功可以參考例1：利用動能定理求解BOl2l1AF彈ssF彈彈力做負功解：（1）全程彈簧彈力做功為0.（1）全程彈簧彈力做功是多少?BOhl2初、末都在彈簧原長處。彈力做正功抵消Ol2l121 2012=0- mv-mg

（2 l+l

）物體從初到回到出發(fā)點過程，有：聯(lián)立兩式可得：

W彈

=

-mg（l1

+l2）∴ 克服彈力做功為

mg（l1

+l2）。-mg（l1

+l2）+W彈20=0-12mvB末（2）物體從O到B克服彈力所做的功是多少?（2）物體從A點B點過程，有：初末初初A末例2

如圖所示，勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧的一端固定在墻壁上，自由態(tài)時到達O點．有一質(zhì)量為m的物體以一定初速度由A點正對彈簧滑行，到達B點時速度為零，此后物體剛好回到A點．已知彈簧在彈性限度內(nèi)，物體與水平地面動摩擦因數(shù)為μ，AO、OB距離分別為l1、l2．求：全程彈簧彈力做功是多少?物體從O到B克服彈力所做的功是多少?B Ol2l1A三、含彈簧的問題收獲：彈簧彈力做功只和彈簧初、末壓縮量有關(guān)恰當選擇研究過程，可以簡化計算例3

如圖所示，一粗糙斜面AB與光滑圓弧軌道BCD相切，C為圓弧軌道的最低點，圓弧BC所對圓心角θ=37°。已知圓弧軌道半徑為R＝0.5m，斜面AB的長度為L＝2.875m。質(zhì)量為m＝1kg的小物塊（可視為質(zhì)點）從斜從B點進入圓弧軌道運動恰能通過最高點D。sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g=10m/s2。求：物塊經(jīng)C點時對圓弧軌道的壓力Fc；物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ。L面頂端A點處由靜止開始沿斜面下滑，

ACBRODθm四、與圓周運動結(jié)合的問題四、與圓周運動結(jié)合的問題例3 ……求：物塊經(jīng)C點時對圓弧軌道的壓力Fc；物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ。恰能通過最高點D分析：光滑圓弧軌道靜止開始只有重力做功在A點速度為零在D點重力提供向心力壓力FcC點速度

D點速度受力分析動能定理LADROθB CmBDθ在D點，對物塊，有:C??′??……①……②……③聯(lián)解①②③并代入數(shù)據(jù)，得:CF

60N由牛頓第三定律知，物塊對C點的壓力：FC

FC

60NLAm（1）物塊經(jīng)C點時對圓弧軌道的壓力Fc；解：（1）對物塊，從C到D，由動能定理可得:ROθB C初末D1 122D Cmg

2R

mv2

mv2v2mg

m

DRv2R在C點，對物塊，有: F

mg

m

C????（2）對小物塊，從A到C過程，由動能定理，有：RODB θmgf=μmgcosθAN=mgcosθh1=

Lsinθh2=

R-Rcosθ

CmgL

sin212Cmv

0mg（R

R

cos）mg

cos

L由（1）知：Cv =5m/s將

vC

代入上式得：

0.25（2）物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ。θLCBRODθm四、與圓