1、第1頁 第1頁 第三課時(shí)第三課時(shí) 動(dòng)能定理及應(yīng)用動(dòng)能定理及應(yīng)用第2頁 第2頁 第一關(guān)第一關(guān):基礎(chǔ)關(guān)基礎(chǔ)關(guān) 展望高考展望高考第3頁 第3頁 基礎(chǔ)知識(shí)基礎(chǔ)知識(shí)一一 動(dòng)能動(dòng)能知識(shí)講解知識(shí)講解1.1.定義定義: :物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能叫做動(dòng)能物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能叫做動(dòng)能. .22.:1,2.kEmv公式動(dòng)能的單位是焦耳闡明闡明:(1):(1)動(dòng)能是狀態(tài)量動(dòng)能是狀態(tài)量, ,物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定, ,其動(dòng)能就有其動(dòng)能就有確定的值確定的值, ,與物體是否受力無關(guān)與物體是否受力無關(guān). .第4頁 第4頁 (2)動(dòng)能是標(biāo)量動(dòng)能是標(biāo)量,且動(dòng)能恒為正值且動(dòng)能恒為正值,動(dòng)能與物體的速度方向無關(guān)動(dòng)能與

2、物體的速度方向無關(guān).一個(gè)物體一個(gè)物體,不論其速度的方向如何不論其速度的方向如何,只要速度的大小相等只要速度的大小相等,該該物體具有的動(dòng)能就相等物體具有的動(dòng)能就相等.(3)像所有的能量一樣像所有的能量一樣,動(dòng)能也是相對(duì)的動(dòng)能也是相對(duì)的,同一物體同一物體,對(duì)不同的參對(duì)不同的參考系會(huì)有不同的動(dòng)能考系會(huì)有不同的動(dòng)能.沒有特別指明時(shí)沒有特別指明時(shí),都是以地面為參考都是以地面為參考系相對(duì)地面的動(dòng)能系相對(duì)地面的動(dòng)能.第5頁 第5頁 二二 動(dòng)能定理動(dòng)能定理知識(shí)講解知識(shí)講解1.內(nèi)容內(nèi)容:力在一個(gè)過程中對(duì)物體所做的功力在一個(gè)過程中對(duì)物體所做的功,等于物體在這個(gè)過等于物體在這個(gè)過程中動(dòng)能的變化程中動(dòng)能的變化.2.表

3、達(dá)式表達(dá)式:W=Ek2-Ek1,W是外力所做的總功是外力所做的總功,Ek1、Ek2分別分別為初末狀態(tài)的動(dòng)能為初末狀態(tài)的動(dòng)能.若初、末速度分別為若初、末速度分別為v1、v2,那么那么22112211,.22EkmvEkmv第6頁 第6頁 3.物理意義物理意義:動(dòng)能定理揭示了外力對(duì)物體所做的總功與物體動(dòng)動(dòng)能定理揭示了外力對(duì)物體所做的總功與物體動(dòng)能變化之間的關(guān)系能變化之間的關(guān)系,即外力對(duì)物體做的總功即外力對(duì)物體做的總功,對(duì)應(yīng)著物體動(dòng)對(duì)應(yīng)著物體動(dòng)能的變化能的變化,變化的大小由做功的多少來度量變化的大小由做功的多少來度量.動(dòng)能定理的實(shí)動(dòng)能定理的實(shí)質(zhì)說明了功和能之間的密切關(guān)系質(zhì)說明了功和能之間的密切關(guān)系,

4、即做功的過程是能量轉(zhuǎn)即做功的過程是能量轉(zhuǎn)化的過程化的過程.第7頁 第7頁 活學(xué)活用活學(xué)活用物體質(zhì)量為物體質(zhì)量為2 kg,以以4 m/s的速度在光滑水平面上向左滑行的速度在光滑水平面上向左滑行.從從某時(shí)刻起作用一向右的水平力某時(shí)刻起作用一向右的水平力,經(jīng)過一段時(shí)間后經(jīng)過一段時(shí)間后,滑塊的速滑塊的速度方向變?yōu)樗较蛴叶确较蜃優(yōu)樗较蛴?大小為大小為4 m/s,在這段時(shí)間內(nèi)在這段時(shí)間內(nèi),水平力水平力做功為做功為( )A.0 B.8 J C.16 J D.32 J第8頁 第8頁 解析解析:本題容易出錯(cuò)在認(rèn)為動(dòng)能有方向本題容易出錯(cuò)在認(rèn)為動(dòng)能有方向,向左的向左的16 J動(dòng)能與向動(dòng)能與向右的右的16 J動(dòng)能

5、不同動(dòng)能不同,實(shí)際上動(dòng)能是標(biāo)量實(shí)際上動(dòng)能是標(biāo)量,沒有方向沒有方向,且是一個(gè)恒且是一個(gè)恒定的量定的量,由動(dòng)能定理有由動(dòng)能定理有2221110.22FWmvmv答案答案:A:A第9頁 第9頁 第二關(guān)第二關(guān):技法關(guān)技法關(guān) 解讀高考解讀高考第10頁 第10頁 解題技法解題技法一一 利用功能定理求變力的功利用功能定理求變力的功技法講解技法講解利用動(dòng)能定理來求解變力所做的功通常有以下兩種情況利用動(dòng)能定理來求解變力所做的功通常有以下兩種情況:如果物體只受到一個(gè)變力的作用如果物體只受到一個(gè)變力的作用,那么那么:W=Ek2-Ek1.只要求出做功過程中物體的動(dòng)能變化量只要求出做功過程中物體的動(dòng)能變化量Ek,也就等

6、于知道了也就等于知道了這個(gè)過程中變力所做的功這個(gè)過程中變力所做的功.第11頁 第11頁 如果物體同時(shí)受到幾個(gè)力作用如果物體同時(shí)受到幾個(gè)力作用,但是其中只有一個(gè)力但是其中只有一個(gè)力F1是是變力變力,其他的力都是恒力其他的力都是恒力,則可以先用恒力做功的公式求出則可以先用恒力做功的公式求出這幾個(gè)恒力所做的功這幾個(gè)恒力所做的功,然后再運(yùn)用動(dòng)能定理來間接求變力然后再運(yùn)用動(dòng)能定理來間接求變力做的功做的功:W1+W其他其他=Ek.可見應(yīng)把變力所做的功包括在上述動(dòng)能定理的方程中可見應(yīng)把變力所做的功包括在上述動(dòng)能定理的方程中.注意以下兩點(diǎn)注意以下兩點(diǎn):a.變力的功只能用表示功的符號(hào)變力的功只能用表示功的符號(hào)W

7、來表示來表示,一般不能用力和位一般不能用力和位移的乘積來表示移的乘積來表示.b.變力做功變力做功,可借助動(dòng)能定理求解可借助動(dòng)能定理求解,動(dòng)能中的速度有時(shí)也可以動(dòng)能中的速度有時(shí)也可以用分速度來表示用分速度來表示.第12頁 第12頁 典例剖析典例剖析【例【例1】 一輛汽車通過圖中的細(xì)繩提起井中質(zhì)量為一輛汽車通過圖中的細(xì)繩提起井中質(zhì)量為m的物體的物體,開始時(shí)開始時(shí),車在車在A點(diǎn)點(diǎn),繩子已經(jīng)拉緊且是豎直繩子已經(jīng)拉緊且是豎直,左側(cè)繩長為左側(cè)繩長為H,提提升時(shí)升時(shí),車加速向左運(yùn)動(dòng)車加速向左運(yùn)動(dòng),沿水平方向從沿水平方向從A經(jīng)過經(jīng)過B駛向駛向C.設(shè)設(shè)A到到B的距離也為的距離也為H,車過車過B點(diǎn)時(shí)的速度為點(diǎn)時(shí)的

8、速度為v,求在車由求在車由A移到移到B的的過程中過程中,繩繩Q端的拉力對(duì)物體做的功端的拉力對(duì)物體做的功.(設(shè)繩和滑輪的質(zhì)量及設(shè)繩和滑輪的質(zhì)量及摩擦不計(jì)摩擦不計(jì),滑輪尺寸不計(jì)滑輪尺寸不計(jì).)第13頁 第13頁 22x,:,h10.2:( 21)221( 2H,vB1)4v.v,v,vvWmghmvhHvWmvm解析 本題中汽車和重物構(gòu)成連接體 但解題通常取重物作為研究對(duì)象 根據(jù)動(dòng)能定理列方程要想求出結(jié)果 必須弄清重物位移 和汽車位移 的關(guān)系重物速度 和汽車在 點(diǎn)的速度 的關(guān)系根據(jù)幾何關(guān)系得出由于左邊繩端和車有相同的水平速度可分解成沿繩子方向和垂直于繩子方向的兩個(gè)分速度 如圖所示 看出解以上關(guān)系式

9、得.gH21( 21)4mvmgH答案第14頁 第14頁 二二 動(dòng)能定理的應(yīng)用技巧動(dòng)能定理的應(yīng)用技巧技法講解技法講解應(yīng)用動(dòng)能定理時(shí)要靈活選取過程應(yīng)用動(dòng)能定理時(shí)要靈活選取過程,過程的選取對(duì)解題過程的選取對(duì)解題難易程度有很大影響難易程度有很大影響.對(duì)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)過程問題對(duì)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)過程問題,既可以分段利用既可以分段利用動(dòng)能定理列方程求解動(dòng)能定理列方程求解,也可以對(duì)全過程利用動(dòng)能定理列方也可以對(duì)全過程利用動(dòng)能定理列方程求解程求解,解題時(shí)可根據(jù)具體情況選擇使用解題時(shí)可根據(jù)具體情況選擇使用,一般利用全過程一般利用全過程進(jìn)行求解比較簡(jiǎn)單進(jìn)行求解比較簡(jiǎn)單.但在利用全過程列方程求解時(shí)但在利用全過程列方程求解時(shí),必須

10、明必須明確整個(gè)過程中外力的功確整個(gè)過程中外力的功,即哪個(gè)力在哪個(gè)過程做功即哪個(gè)力在哪個(gè)過程做功,做什么做什么功功,或哪個(gè)過程有哪些力做了功或哪個(gè)過程有哪些力做了功,做什么功做什么功.第15頁 第15頁 典例剖析典例剖析【例【例2】 如下圖如下圖,一質(zhì)量為一質(zhì)量為2 kg的鉛球從離地面的鉛球從離地面2 m高處自由高處自由下落下落,陷入沙坑陷入沙坑2 cm深處深處,求沙子對(duì)鉛球的平均阻力求沙子對(duì)鉛球的平均阻力.第16頁 第16頁 解析解析 解法一解法一:小球的運(yùn)動(dòng)分為自由下落和陷入沙坑減速運(yùn)小球的運(yùn)動(dòng)分為自由下落和陷入沙坑減速運(yùn)動(dòng)兩個(gè)過程動(dòng)兩個(gè)過程,根據(jù)動(dòng)能定理根據(jù)動(dòng)能定理,分段列式分段列式.設(shè)鉛

11、球自由下落過程到沙面時(shí)的速度為設(shè)鉛球自由下落過程到沙面時(shí)的速度為v,那么那么設(shè)鉛球在沙中受到的阻力為設(shè)鉛球在沙中受到的阻力為F,那么那么: 代入數(shù)據(jù)解得代入數(shù)據(jù)解得F=2 020 N.2102mgHmv2102mghFhmv第17頁 第17頁 解法二解法二:全程列式全程列式:全過程中重力做功全過程中重力做功mg(H+h),進(jìn)入沙中阻力進(jìn)入沙中阻力做功做功-Fh,全程來看動(dòng)能變化為零全程來看動(dòng)能變化為零,則由則由W=Ek2-Ek1得得mg(H+h)-Fh=0解得解得答案答案 2020 N()2 10 (20.02)2020 .0.02mg HhFNNh第18頁 第18頁 第三關(guān)第三關(guān):訓(xùn)練關(guān)訓(xùn)練

12、關(guān) 笑對(duì)高考笑對(duì)高考第19頁 第19頁 隨堂隨堂訓(xùn)練訓(xùn)練202001.vm,F,1.21.h,()2,AmvB mghCmvmghDmghF h阻阻以初速度豎直上拋一個(gè)質(zhì)量為 的小球 小球運(yùn)動(dòng)過程中所受阻力大小不變 上升最大高度為則拋出過程中人手對(duì)小球做的功第20頁 第20頁 202020:,A.,1,21021,2D.WmvmghF hmvWmvmghF h阻阻解析 應(yīng)用動(dòng)能定理 拋出球時(shí)手對(duì)球做的功應(yīng)等于小球出手時(shí)的動(dòng)能 即故選項(xiàng) 正確從小球拋出上升到最高點(diǎn) 重力與阻力對(duì)小球均做負(fù)功 根據(jù)動(dòng)能定理故選項(xiàng) 正確答案答案:AD第21頁 第21頁 2.質(zhì)量為質(zhì)量為m的小球被系在輕繩一端的小球被系

13、在輕繩一端,在豎直平面內(nèi)做半徑為在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)的圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過程中小球受到空氣阻力的作用運(yùn)動(dòng)過程中小球受到空氣阻力的作用.設(shè)某一設(shè)某一時(shí)刻小球通過軌道的最低點(diǎn)時(shí)刻小球通過軌道的最低點(diǎn),此時(shí)繩子的張力為此時(shí)繩子的張力為7 mg,此后此后小球繼續(xù)做圓周運(yùn)動(dòng)小球繼續(xù)做圓周運(yùn)動(dòng),經(jīng)過半個(gè)圓周恰能通過最高點(diǎn)經(jīng)過半個(gè)圓周恰能通過最高點(diǎn),則在則在此過程中小球克服空氣阻力所做的功為此過程中小球克服空氣阻力所做的功為( )A.mgR/4 B.mgR/3C.mgR/2 D.mgR第22頁 第22頁 解析解析:小球在圓周最低點(diǎn)時(shí)小球在圓周最低點(diǎn)時(shí),設(shè)速度為設(shè)速度為v1那么那么設(shè)小球恰能通過最高點(diǎn)

14、的速度為設(shè)小球恰能通過最高點(diǎn)的速度為v2那么那么 設(shè)轉(zhuǎn)過半個(gè)圓周過程中小球克服空氣阻力做的功為設(shè)轉(zhuǎn)過半個(gè)圓周過程中小球克服空氣阻力做的功為W,由動(dòng)能由動(dòng)能定理得定理得 由由解得解得 W=mgR/2,選項(xiàng)選項(xiàng)C正確正確.答案答案:C217/mgmgmvR22/mgmvR22212/ 2/ 2mg RWmvmv第23頁 第23頁 3.如下圖如下圖,某人將質(zhì)量為某人將質(zhì)量為m的石塊從距地面的石塊從距地面h高處斜向上方拋高處斜向上方拋出出,石塊拋出時(shí)的速度大小為石塊拋出時(shí)的速度大小為v0,不計(jì)空氣阻力不計(jì)空氣阻力,石塊落地時(shí)石塊落地時(shí)的動(dòng)能為的動(dòng)能為( )第24頁 第24頁 2022001.211.2

15、2AmghBmvCmvmghDmvmgh220011,.2,2:kkmghEmvEmghmv解析 在整個(gè)過程中只有重力做功 根據(jù)動(dòng)能定理得解得答案答案:D第25頁 第25頁 4.如下圖如下圖,物體在離斜面底端物體在離斜面底端4 m處由靜止滑下處由靜止滑下,若動(dòng)摩擦因數(shù)若動(dòng)摩擦因數(shù)均為均為0.5,斜面傾角為斜面傾角為37,斜面與平面間由一段圓弧連接斜面與平面間由一段圓弧連接,求求物體能在水平面上滑行多遠(yuǎn)物體能在水平面上滑行多遠(yuǎn)?第26頁 第26頁 解析解析:物體在斜面上受重力物體在斜面上受重力mg 支持力支持力FN1 摩擦力摩擦力F1的作的作用用,沿斜面加速下滑沿斜面加速下滑(因因=0.5tan

16、37=0.75),到水平面后到水平面后,在在摩擦力摩擦力F2作用下做減速運(yùn)動(dòng)作用下做減速運(yùn)動(dòng),直至停止直至停止.對(duì)物體在斜面上和對(duì)物體在斜面上和水平面上時(shí)進(jìn)行受力分析水平面上時(shí)進(jìn)行受力分析,如下圖如下圖.第27頁 第27頁 1212,mgsin37mgco(3737 )0.60.5 0s37s.841.6 .0.5mgs0smgsinmgcossmgmm物體運(yùn)動(dòng)的全過程中 初末狀態(tài)速度均為零 對(duì)全過程應(yīng)用動(dòng)能定理所以答案答案:1.6 m第28頁 第28頁 5.如下圖如下圖,跨過定滑輪的輕繩兩端的物體跨過定滑輪的輕繩兩端的物體A和和B的質(zhì)量分別為的質(zhì)量分別為M和和m,物體物體A在水平面上在水平面上.B由靜止釋放由靜止釋放,當(dāng)當(dāng)B沿豎直方向下沿豎直方向下落落h時(shí)時(shí),測(cè)得測(cè)得A沿水平面運(yùn)動(dòng)的速度為沿水平面運(yùn)動(dòng)的速度為v,這時(shí)細(xì)繩與水平面這時(shí)細(xì)繩與水平面的夾角為的夾角為,試分析計(jì)算試分析計(jì)算B下降下降h過程中過程中,地面摩擦力對(duì)地面摩擦力對(duì)A做的做的功功?(滑輪的質(zhì)量和摩擦均不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦均不計(jì))第29頁 第29頁 解析解析:研究物體研究物體A B和連接它們的輕質(zhì)細(xì)繩組成的系統(tǒng)和連接它們的輕質(zhì)細(xì)繩組成的系統(tǒng),B下下降降h過程中過程中,B的重力做正功