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(dòng)能和動(dòng)能定理課件新人教版必修第二冊(cè)

第八章機(jī)械能守恒定律3動(dòng)能和動(dòng)能定理學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)法指導(dǎo)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1．復(fù)習(xí)初中學(xué)過(guò)的動(dòng)能的相關(guān)內(nèi)容，結(jié)合本節(jié)學(xué)習(xí)，掌握動(dòng)能的概念及影響動(dòng)能大小的因素2．通過(guò)實(shí)例掌握應(yīng)用動(dòng)能定理處理相關(guān)問(wèn)題的基本思路，體會(huì)應(yīng)用動(dòng)能定理解題的優(yōu)越性知識(shí)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(dòng)時(shí)的動(dòng)能：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)能的表達(dá)式大小方向功焦耳J物體的動(dòng)能會(huì)小于零嗎？【答案】不會(huì)動(dòng)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(niǎo)以10m/s的速度奔跑相比 (

)A．鴕鳥(niǎo)的動(dòng)能較大B．子彈的動(dòng)能較大C．二者的動(dòng)能一樣大D．無(wú)法比較它們的動(dòng)能【答案】A1．含義力在一個(gè)過(guò)程中對(duì)物體做的功，等于物體在這個(gè)過(guò)程中_______的變化．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－Ek1一個(gè)物體的速度從0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】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(gè)力做功，W可能是正功，也可能是負(fù)功．(2)Ek2、Ek1分別是末動(dòng)能和初動(dòng)能，Ek2可能大于Ek1，也可能小于或等于Ek1.動(dòng)能定理的理解2．普遍性動(dòng)能定理雖然可根據(jù)牛頓第二定律和勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式推出，但動(dòng)能定理本身既適用于恒力作用過(guò)程，也適用于變力作用過(guò)程；既適用于物體做直線運(yùn)動(dòng)的情況，也適用于物體做曲線運(yùn)動(dòng)的情況．例1

(2023年潮州期末)如圖甲所示的“滑滑梯”是小朋友喜愛(ài)的游戲活動(dòng)．“滑滑梯”可簡(jiǎn)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(kāi)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(dòng)摩擦因數(shù)均為μ＝0.5，且經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)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(guò)程中重力勢(shì)能變化量；(2)小朋友滑到B點(diǎn)時(shí)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(shì)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(shí)對(duì)籃球做的功約為

(

)A．1J B．10JC．40J D．100J【答案】B動(dòng)能定理與牛頓定律解題的比較動(dòng)能定理的應(yīng)用項(xiàng)目牛頓定律動(dòng)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(dòng)的情況對(duì)于物體在恒力或變力作用下，物體做直線或曲線運(yùn)動(dòng)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)，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解題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(kāi)始下落，陷入沙坑中2cm深處，下落過(guò)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(kāi)始下落至地面的過(guò)程中，重力勢(shì)能的減少量ΔEp；(2)鉛球落至地面時(shí)重力的瞬時(shí)功率；(3)沙子對(duì)鉛球的平均阻力大?。兪?

(2023年哈爾濱階段檢測(cè))球從地面由靜止開(kāi)始射門(mén)，在高度為h處射入球門(mén)，足球飛入球門(mén)的速度為v，足球質(zhì)量為m，則球員將足球踢出時(shí)對(duì)足球做的功W為(不計(jì)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(kāi)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(dòng)．不計(jì)空氣阻力，重力加速度g取10m/s2.求：(1)滑塊滑至B點(diǎn)時(shí)速度vB的大?。?2)滑塊在水平地面上滑動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力做的功Wf.核心素養(yǎng)應(yīng)用利用動(dòng)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(xiě)出恒力做功的表達(dá)式，如果是變力，用相應(yīng)功的符號(hào)表示出變力所做的功；(2)分析物體運(yùn)動(dòng)的初、末狀態(tài)，求出動(dòng)能的變化量；(3)運(yùn)用動(dòng)能定理列式求解．科學(xué)思維——應(yīng)用動(dòng)能定理求解變力做功例3一個(gè)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(kāi)始向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)t＝0.4s時(shí)物體B剛好離開(kāi)地面(設(shè)整個(gè)勻加速過(guò)程彈簧都處于彈性限度內(nèi)，g取10m/s2).求：(1)此過(guò)程中物體A的加速度的大??；(2)此過(guò)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(dòng)能，下列說(shuō)法正確的是 (

)A．物體的質(zhì)量、速度不變，其動(dòng)能一定不變B．物體的動(dòng)能不變，其速度一定不變C．兩個(gè)物體中，速度大的動(dòng)能也大D．某一過(guò)程中物體的速度變化，其動(dòng)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(dòng)能之比為

(

)A．12∶1 B．12∶3C．12∶5 D．4∶3【答案】D3．(多選)(2023武漢實(shí)驗(yàn)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(dòng)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(shuō)法正確的是 (

)A．物體與水平面間的動(dòng)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(guò)程中的動(dòng)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(duì)全過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理：mgR－Wf－μmgR＝0，解得Wf＝mgR(1－μ)，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．5．(2023年廣州荔灣期中)如圖所示，在滑雪場(chǎng)的滑道PQR上質(zhì)量為60kg的滑雪愛(ài)好者從頂端P靜止滑下，從末端R滑出時(shí)速度為18m/s，滑行過(guò)程中姿勢(shì)保持不變，P端相對(duì)滑道最低點(diǎn)Q的高度24m，R端相對(duì)Q點(diǎn)高度4m．從P到R滑行過(guò)程中，該滑雪愛(ài)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