《浙江省高考物理總復習 第5章第二節(jié) 動能 動能定理課件 大綱人教版》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《浙江省高考物理總復習 第5章第二節(jié) 動能 動能定理課件 大綱人教版(37頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第二節(jié)動能動能定理第二節(jié)動能動能定理課堂互動講練課堂互動講練經(jīng)典題型探究經(jīng)典題型探究知能優(yōu)化演練知能優(yōu)化演練第第二二節(jié)節(jié)動動能能動動能能定定理理基礎(chǔ)知識梳理基礎(chǔ)知識梳理基礎(chǔ)知識梳理基礎(chǔ)知識梳理運動運動標標焦耳焦耳二、動能定理二、動能定理1內(nèi)容:力在某個過程中對物體所做的功,等內(nèi)容:力在某個過程中對物體所做的功,等于物體在這個過程中動能的于物體在這個過程中動能的_2表達式:表達式:WEk2Ek1_.3物理意義:動能定理指出了外力對物體所做物理意義:動能定理指出了外力對物體所做的總功與物體的總功與物體_之間的關(guān)系,即合力的之間的關(guān)系,即合力的功是物體功是物體_的量度的量度特別提示:特別提示:動能具
2、有相對性,其數(shù)值與參考系的動能具有相對性,其數(shù)值與參考系的選取有關(guān),一般取地面為參考系選取有關(guān),一般取地面為參考系變化變化動能變化動能變化動能變化動能變化課堂互動講練課堂互動講練一、對動能定理的理解一、對動能定理的理解1動能定理公式中等號的意義動能定理公式中等號的意義等號表明合力做功與物體動能的變化間的三個關(guān)等號表明合力做功與物體動能的變化間的三個關(guān)系:系:(1)數(shù)量關(guān)系:即合外力所做的功與物體動能的變數(shù)量關(guān)系:即合外力所做的功與物體動能的變化具有等量代換關(guān)系可以通過計算物體動能的化具有等量代換關(guān)系可以通過計算物體動能的變化,求合力的功,進而求得某一力的功變化,求合力的功,進而求得某一力的功(
3、2)單位相同,國際單位都是焦耳單位相同,國際單位都是焦耳(3)因果關(guān)系:合外力的功是引起物體動能變化的因果關(guān)系:合外力的功是引起物體動能變化的原因原因2動能定理中涉及的物理量有動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問題時,可等,在處理含有上述物理量的力學問題時,可以考慮使用動能定理由于只需要從力在整個位以考慮使用動能定理由于只需要從力在整個位移內(nèi)做的功和這段位移始末兩狀態(tài)動能變化去考移內(nèi)做的功和這段位移始末兩狀態(tài)動能變化去考慮,無需注意其中運動狀態(tài)變化的細節(jié),同時動慮,無需注意其中運動狀態(tài)變化的細節(jié),同時動能和功都是標量,無方向性,所以無論是直線運能和功
4、都是標量,無方向性,所以無論是直線運動還是曲線運動,計算都會特別方便動還是曲線運動,計算都會特別方便3高中階段動能定理中的位移和速度應以地面高中階段動能定理中的位移和速度應以地面或相對地面靜止的物體為參考系或相對地面靜止的物體為參考系4適用范圍:直線運動、曲線運動、恒力做功、適用范圍:直線運動、曲線運動、恒力做功、變力做功、各個力同時做功、分段做功均可用動變力做功、各個力同時做功、分段做功均可用動能定理能定理特別提醒:特別提醒:動能定理說明外力對物體所做的總功動能定理說明外力對物體所做的總功和動能變化間的一種因果關(guān)系和數(shù)量關(guān)系,不可和動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
5、的動能理解為功轉(zhuǎn)變成了物體的動能即時應用即時應用 (即時突破,小試牛刀即時突破,小試牛刀)1.(2010年高考課標全國卷年高考課標全國卷)如圖如圖521所示,在所示,在外力作用下某質(zhì)點運動的外力作用下某質(zhì)點運動的vt圖象為正弦曲圖象為正弦曲線從圖中可以判斷線從圖中可以判斷()圖圖521A在在0t1時間內(nèi),外力做正功時間內(nèi),外力做正功B在在0t1時間內(nèi),外力的功率逐漸增大時間內(nèi),外力的功率逐漸增大C在在t2時刻,外力的功率最大時刻,外力的功率最大D在在t1t3時間內(nèi),外力做的總功為零時間內(nèi),外力做的總功為零解析:解析:選選AD.由動能定理可知,在由動能定理可知,在0t1時間內(nèi)質(zhì)點時間內(nèi)質(zhì)點速度越
6、來越大,動能越來越大,外力一定做正功,速度越來越大,動能越來越大,外力一定做正功,故故A項正確;在項正確;在t1t3時間內(nèi),動能變化量為零,可時間內(nèi),動能變化量為零,可以判定外力做的總功為零,故以判定外力做的總功為零,故D項正確;由項正確;由PFv知知0、t1、t2、t3四個時刻功率為零,故四個時刻功率為零,故B、C都錯都錯二、動能定理的應用二、動能定理的應用1運用動能定理須注意的問題運用動能定理須注意的問題(1)應用動能定理解題時,在分析過程的基礎(chǔ)上無應用動能定理解題時,在分析過程的基礎(chǔ)上無需深究物體運動過程中狀態(tài)變化的細節(jié),只需考需深究物體運動過程中狀態(tài)變化的細節(jié),只需考慮整個過程的功及過
7、程始末的動能慮整個過程的功及過程始末的動能(2)若過程包含了幾個運動性質(zhì)不同的分過程,既若過程包含了幾個運動性質(zhì)不同的分過程,既可分段考慮,也可整個過程考慮但求功時,有可分段考慮,也可整個過程考慮但求功時,有些力不是全過程都作用的,必須根據(jù)不同的情況些力不是全過程都作用的,必須根據(jù)不同的情況分別對待求出總功,計算時要把各力的功連同符分別對待求出總功,計算時要把各力的功連同符號號(正負正負)一同代入公式一同代入公式2解題步驟解題步驟(1)選取研究對象,明確它的運動過程選取研究對象,明確它的運動過程(2)分析研究對象的受力情況和各個力的做功情況,分析研究對象的受力情況和各個力的做功情況,然后求各個
8、外力做功的代數(shù)和然后求各個外力做功的代數(shù)和(3)明確物體在過程始末狀態(tài)的動能明確物體在過程始末狀態(tài)的動能Ek1和和Ek2.(4)列出動能定理的方程列出動能定理的方程W合合Ek2Ek1及其他必要及其他必要的解題方程,進行求解的解題方程,進行求解特別提醒:特別提醒:(1)在研究某一物體受到力的持續(xù)作用在研究某一物體受到力的持續(xù)作用而發(fā)生狀態(tài)改變時,如涉及位移和速度而不涉及而發(fā)生狀態(tài)改變時,如涉及位移和速度而不涉及時間時應首先考慮應用動能定理,而后考慮牛頓時間時應首先考慮應用動能定理,而后考慮牛頓定律、運動學公式,如涉及加速度時,先考慮牛定律、運動學公式,如涉及加速度時,先考慮牛頓第二定律頓第二定律
9、(2)用動能定理解題,關(guān)鍵是對研究對象進行準確用動能定理解題,關(guān)鍵是對研究對象進行準確的受力分析及運動過程分析,并畫出物體運動過的受力分析及運動過程分析,并畫出物體運動過程的草圖,讓草圖幫助我們理解物理過程和各量程的草圖,讓草圖幫助我們理解物理過程和各量關(guān)系,有些力在物體運動全過程中不是始終存在關(guān)系,有些力在物體運動全過程中不是始終存在的,在計算外力做功時更應引起注意的,在計算外力做功時更應引起注意即時應用即時應用 (即時突破,小試牛刀即時突破,小試牛刀)2如圖如圖522所示,一質(zhì)量為所示,一質(zhì)量為2 kg的鉛球從離的鉛球從離地面地面2 m高處自由下落,陷入沙坑高處自由下落,陷入沙坑2 cm深
10、處,求深處,求沙子對鉛球平均阻力的大小沙子對鉛球平均阻力的大小(g取取10 m/s2)圖圖522答案:答案:2020 N經(jīng)典題型探究經(jīng)典題型探究應用動能定理求變力的功應用動能定理求變力的功 (2011年溫州第一次聯(lián)考年溫州第一次聯(lián)考)如圖如圖523所示,所示,半徑為半徑為R的金屬環(huán)豎直放置,環(huán)上套有一質(zhì)量為的金屬環(huán)豎直放置,環(huán)上套有一質(zhì)量為m的小球,小球開始時靜止于最低點現(xiàn)給小球一沖的小球,小球開始時靜止于最低點現(xiàn)給小球一沖擊,使它以初速度擊,使它以初速度v0沿環(huán)上滑,已知沿環(huán)上滑,已知v0 .求:求: 圖圖523(1)若金屬環(huán)光滑,小球運動到環(huán)的最高點時,環(huán)若金屬環(huán)光滑,小球運動到環(huán)的最高點
11、時,環(huán)對小球作用力的大小和方向?qū)π∏蜃饔昧Φ拇笮『头较?2)若金屬環(huán)粗糙,小球運動到環(huán)的最高點與環(huán)恰若金屬環(huán)粗糙,小球運動到環(huán)的最高點與環(huán)恰無作用力,小球從最低點運動到最高點的過程中無作用力,小球從最低點運動到最高點的過程中克服摩擦力所做的功克服摩擦力所做的功【思路點撥思路點撥】解題的關(guān)鍵是抓住小球到最高點解題的關(guān)鍵是抓住小球到最高點恰無作用力,此時重力作為向心力,在應用動能恰無作用力,此時重力作為向心力,在應用動能表達式時,搞清初、末狀態(tài)表達式時,搞清初、末狀態(tài)【方法技巧方法技巧】用動能定理求變力的用動能定理求變力的功,是非常方便的,但是必須已知物功,是非常方便的,但是必須已知物體始末兩個狀
12、態(tài)的速度,以及在中間體始末兩個狀態(tài)的速度,以及在中間過程中其他力對物體做的功過程中其他力對物體做的功變式訓練變式訓練1(2011年湖北黃岡模擬年湖北黃岡模擬)如圖如圖524所示,一個質(zhì)量為所示,一個質(zhì)量為m的圓環(huán)套在一根固定的圓環(huán)套在一根固定的水平直桿上,環(huán)與桿的動摩擦因數(shù)為的水平直桿上,環(huán)與桿的動摩擦因數(shù)為,現(xiàn),現(xiàn)給環(huán)一個向右的初速度給環(huán)一個向右的初速度v0,如果在運動過程中,如果在運動過程中還受到一個方向始終豎直向上的力還受到一個方向始終豎直向上的力F的作用,的作用,已知力已知力F的大小為的大小為Fkv(k為常數(shù),為常數(shù),v為環(huán)的運為環(huán)的運動速度動速度),則環(huán)在整個運動過程中克服摩擦力,則
13、環(huán)在整個運動過程中克服摩擦力所做的功所做的功(假設桿足夠長假設桿足夠長) 可能為可能為()圖圖524答案:答案:ABD應用動能定律求解多過程問題應用動能定律求解多過程問題(1)小球通過粗糙管道過程中克服摩擦阻力做的功;小球通過粗糙管道過程中克服摩擦阻力做的功;(2)小球通過小球通過“9”管道的最高點管道的最高點N時對軌道的作用力;時對軌道的作用力;(3)小球從小球從C點離開點離開“9”管道之后做平拋運動的水平位管道之后做平拋運動的水平位移移圖圖525【答案答案】(1)2 J(2)35 N,方向豎直向上,方向豎直向上(3)2.77 m【方法總結(jié)方法總結(jié)】解決多過程問題時,要特別注解決多過程問題時
14、,要特別注意分析各個力做功的特點,例如:重力做功與意分析各個力做功的特點,例如:重力做功與實際路徑無關(guān),只與始末位置高度差有關(guān);滑實際路徑無關(guān),只與始末位置高度差有關(guān);滑動摩擦力做功與路程有關(guān)動摩擦力做功與路程有關(guān)變式訓練變式訓練2如圖如圖526所示,所示,ABCD是一個盆是一個盆式容器,盆內(nèi)側(cè)壁與盆底式容器,盆內(nèi)側(cè)壁與盆底BC的連接處都是一段與的連接處都是一段與BC相切的圓弧,相切的圓弧,BC為水平的,其距離為水平的,其距離d0.50 m盆邊緣的高度為盆邊緣的高度為h0.30 m在在A處放一個質(zhì)處放一個質(zhì)量為量為m的小物塊并讓其從靜止出發(fā)下滑已知盆的小物塊并讓其從靜止出發(fā)下滑已知盆內(nèi)側(cè)壁是光
15、滑的,而盆底內(nèi)側(cè)壁是光滑的,而盆底BC面與小物塊間的動摩面與小物塊間的動摩擦因數(shù)為擦因數(shù)為0.10.小物塊在盆內(nèi)來回滑動,最后小物塊在盆內(nèi)來回滑動,最后停下來,則停下的位置到停下來,則停下的位置到B的距離為的距離為()圖圖526A0.50 m B0.25 mC0.10 m D0 (滿分樣板滿分樣板16分分)(2011年金華模擬年金華模擬)如圖如圖527甲所示,一條輕質(zhì)彈簧左端固定在豎直墻甲所示,一條輕質(zhì)彈簧左端固定在豎直墻面上,右端放一個可視為質(zhì)點的小物塊,小物塊面上,右端放一個可視為質(zhì)點的小物塊,小物塊的質(zhì)量為的質(zhì)量為m1.0 kg,當彈簧處于原長時,小物塊,當彈簧處于原長時,小物塊靜止于靜
16、止于O點,現(xiàn)對小物塊施加一個外力點,現(xiàn)對小物塊施加一個外力F,使它緩,使它緩慢移動,將彈簧壓縮至慢移動,將彈簧壓縮至A點,壓縮量為點,壓縮量為x0.1 m,在這一過程中,所用外力在這一過程中,所用外力F與壓縮量的關(guān)系如圖與壓縮量的關(guān)系如圖乙所示然后撤去乙所示然后撤去F釋放小物塊,讓小物塊沿桌釋放小物塊,讓小物塊沿桌面運動,已知面運動,已知O點至桌邊點至桌邊B點的距離為點的距離為L2x,水,水平桌面的高為平桌面的高為h5.0 m,計算時可認為滑動摩擦,計算時可認為滑動摩擦力近似等于最大靜摩擦力求力近似等于最大靜摩擦力求(g取取10 m/s2):動能定理與圖象結(jié)合的問題動能定理與圖象結(jié)合的問題甲甲
17、 乙乙圖圖527(1)在壓縮彈簧的過程中,彈簧存貯的最大彈性勢在壓縮彈簧的過程中,彈簧存貯的最大彈性勢能;能;(2)小物塊到達桌邊小物塊到達桌邊B點時速度的大?。稽c時速度的大?。?3)小物塊落地點與桌邊小物塊落地點與桌邊B點的水平距離點的水平距離x.【思路點撥思路點撥】解答本題時應注意以下三點:解答本題時應注意以下三點:(1)Fx圖象與圖象與x軸所圍面積為變力軸所圍面積為變力F做的功;做的功;(2)彈簧存貯的彈性勢能對應彈簧的彈力所做的負彈簧存貯的彈性勢能對應彈簧的彈力所做的負功的值;功的值;(3)Fx圖象中圖象中x0時對應時對應F的含義的含義【答案答案】(1)2.3 J(2)2 m/s(3)2 m【方法技巧方法技巧】本題以彈簧為載體,結(jié)合圖象本題以彈簧為載體,結(jié)合圖象來綜合考查動能、動能定理的內(nèi)容這種綜合來綜合考查動能、動能定理的內(nèi)容這種綜合度大,但并不是太復雜、難度并不是太大的試度大,但并不是太復雜、難度并不是太大的試題在高考試卷中常有出現(xiàn),這類題的綜合信息題在高考試卷中常有出現(xiàn),這類題的綜合信息強,要求學生的能力也相對較高,使高考命題強,要求學生的能力也相對較高,使高考命題與新課標的要求靠得更緊密一些,是近年高考與新課標的要求靠得更緊密一些,是近年高考命題的基本趨勢命題的基本趨勢