202X学年高考物理主题二机械能及其守恒定律2.3动能定理及应用课件粤教版

1、2.3动能定理及应用动能定理及应用学习目标学习目标核心提炼核心提炼1.能从牛顿第二定律与运动学公式导出能从牛顿第二定律与运动学公式导出动能定理，理解动能定理的物理意义。动能定理，理解动能定理的物理意义。1个定理个定理动能定理动能定理1个应用个应用应用动能定理解决简单的应用动能定理解决简单的问题问题2.能应用动能定理解决简单的问题。能应用动能定理解决简单的问题。观图助学观图助学如下图，滑雪运发动从山坡上加速滑下，运发动的动能怎样变化？有哪些力对运发如下图，滑雪运发动从山坡上加速滑下，运发动的动能怎样变化？有哪些力对运发动做了功？这些力对运发动做的功与运发动的动能的变化有什么关系？动做了功？这些力

2、对运发动做的功与运发动的动能的变化有什么关系？动能定理动能定理1.推导：合力对物体所做功与动能变化的关系。推导：合力对物体所做功与动能变化的关系。如下图，质量为如下图，质量为m的物体，在一恒定拉力的物体，在一恒定拉力F作用下，以初速度作用下，以初速度v1开场沿水平面运动，开场沿水平面运动，经位移经位移s后速度增加到后速度增加到v2，物体与水平面的摩擦力恒为，物体与水平面的摩擦力恒为f。(1)外力做的总功：外力做的总功：W_。(2)由牛顿第二定律得：由牛顿第二定律得：Ff_。(Ff)sma2.内容：内容：合力对物体所做的功等于合力对物体所做的功等于_。3.表达式：表达式：W_。4.适用范围：适用

3、范围：既适用于恒力做功，也适用于既适用于恒力做功，也适用于_。既适用于直线运动，也适用于既适用于直线运动，也适用于_。物体动能的变化物体动能的变化Ek2Ek1变力做功变力做功曲线运动曲线运动理解概念理解概念判断以下说法是否正确。判断以下说法是否正确。(1)合外力为零，物体的动能一定不会变化。合外力为零，物体的动能一定不会变化。( )(2)合外力不为零，物体的动能一定会变化。合外力不为零，物体的动能一定会变化。( )(3)物体动能增加，那么它的合外力一定做正功。物体动能增加，那么它的合外力一定做正功。( )(4)合外力对物体做负功，物体的动能可能不变。合外力对物体做负功，物体的动能可能不变。(

4、)动能定理的理解动能定理的理解观察探究观察探究歼歼15战机是我国自主研发的第一款舰载战斗机，如图战机是我国自主研发的第一款舰载战斗机，如图1所示。所示。(1)歼歼15战机起飞时，合力对战机做什么功？战机动能战机起飞时，合力对战机做什么功？战机动能怎么变化？怎么变化？(2)歼歼15战机着舰时，战机动能怎么变化？合力对战机战机着舰时，战机动能怎么变化？合力对战机做什么功？增加阻拦索的原因是什么？做什么功？增加阻拦索的原因是什么？图图1答案答案(1)合力做正功。动能变大。合力做正功。动能变大。(2)动能减小。合力做负功。对战机做负功更多，让战机尽快停下来。动能减小。合力做负功。对战机做负功更多，让战

5、机尽快停下来。探究归纳探究归纳1.对动能定理的理解对动能定理的理解(2)W表示这个过程中合力做的功，它等于各力做功的代数和。表示这个过程中合力做的功，它等于各力做功的代数和。2.物理意义：动能定理指出了合力对物体所做的总功与物体动能变化之间的关系，即：物理意义：动能定理指出了合力对物体所做的总功与物体动能变化之间的关系，即：假设合力做正功，物体的动能增加，假设合力做负功，物体的动能减小，做了多少假设合力做正功，物体的动能增加，假设合力做负功，物体的动能减小，做了多少功，动能就变化多少。功，动能就变化多少。3.实质：动能定理从能量变化的角度反映了力改变运动的状态时，在空间上的累积效实质：动能定理

6、从能量变化的角度反映了力改变运动的状态时，在空间上的累积效果。果。试题案例试题案例例例1 以下关于运动物体的合外力做功和动能、速度变化的关系，正确的选项是以下关于运动物体的合外力做功和动能、速度变化的关系，正确的选项是()A.物体做变速运动，合外力一定不为零，动能一定变化物体做变速运动，合外力一定不为零，动能一定变化B.假设合外力对物体做功为零，那么合外力一定为零假设合外力对物体做功为零，那么合外力一定为零C.物体的合外力做功，它的速度大小一定发生变化物体的合外力做功，它的速度大小一定发生变化D.物体的动能不变，所受的合外力必定为零物体的动能不变，所受的合外力必定为零解析力是改变物体速度的原因

7、，物体做变速运动时，合外力一定不为零，但合外解析力是改变物体速度的原因，物体做变速运动时，合外力一定不为零，但合外力不为零时，做功可能为零，动能可能不变，力不为零时，做功可能为零，动能可能不变，A、B错误；物体的合外力做功，它错误；物体的合外力做功，它的动能一定变化，速度大小也一定变化，的动能一定变化，速度大小也一定变化，C正确；物体的动能不变，所受合外力做正确；物体的动能不变，所受合外力做功一定为零，但合外力不一定为零，功一定为零，但合外力不一定为零，D错误。错误。答案答案C针对训练针对训练1 (多项选择多项选择)质点在恒力作用下，从静止开场做匀加速直线运动，那么质点质点在恒力作用下，从静止

8、开场做匀加速直线运动，那么质点的动能的动能()A.与它通过的位移成正比与它通过的位移成正比B.与它通过的位移的平方成正比与它通过的位移的平方成正比C.与它运动的时间成正比与它运动的时间成正比D.与它运动的时间的平方成正比与它运动的时间的平方成正比答案答案AD动能定理的应用动能定理的应用观察探究观察探究如图如图2所示，物体所示，物体(可视为质点可视为质点)从长为从长为L、倾角为、倾角为的光滑斜面顶端由静止滑下。的光滑斜面顶端由静止滑下。(1)物体受几个力作用？各做什么功？怎么求合力的功？物体受几个力作用？各做什么功？怎么求合力的功？(2)如何求物体到达斜面底端时的速度大小？能用多种方法求解物体到

9、达斜面底端如何求物体到达斜面底端时的速度大小？能用多种方法求解物体到达斜面底端时的速度大小吗？哪种方法简单？时的速度大小吗？哪种方法简单？图图2答案答案(1)物体受重力、支持力两个力的作用，如下图。物体受重力、支持力两个力的作用，如下图。探究归纳探究归纳1.动力学问题两种解法的比较动力学问题两种解法的比较牛顿运动定律、运动学公式结合法牛顿运动定律、运动学公式结合法动能定理动能定理适用条件适用条件只能研究在恒力作用下物体做直线只能研究在恒力作用下物体做直线运动的情况运动的情况对于物体在恒力或变力作用下，物对于物体在恒力或变力作用下，物体做直线运动或曲线运动均适用体做直线运动或曲线运动均适用应用方

10、法应用方法要考虑运动过程的每一个细节要考虑运动过程的每一个细节只考虑各力的做功情况及初、末状只考虑各力的做功情况及初、末状态的动能态的动能运算方法运算方法矢量运算矢量运算代数运算代数运算相同点相同点确定研究对象，对物体进行受力分析和运动过程分析确定研究对象，对物体进行受力分析和运动过程分析两种思路比照可以看出应用动能定理解题不涉及加速度、时间，运算简单，不易两种思路比照可以看出应用动能定理解题不涉及加速度、时间，运算简单，不易出错。出错。2.应用动能定理解题的步骤应用动能定理解题的步骤(1)确定研究对象和研究过程确定研究对象和研究过程(研究对象一般为单个物体或相对静止的物体组成的系研究对象一般

11、为单个物体或相对静止的物体组成的系统统)。(2)对研究对象进展受力分析对研究对象进展受力分析(注意哪些力做功或不做功注意哪些力做功或不做功)。(3)确定合外力对物体做的功确定合外力对物体做的功(注意功的正负注意功的正负)。(4)确定物体的初、末动能确定物体的初、末动能(注意动能增量是末动能减初动能注意动能增量是末动能减初动能)。(5)根据动能定理列式、求解。根据动能定理列式、求解。试题案例试题案例例例2 (2021佛山高一检测佛山高一检测)如图如图3所示，物体在离斜面底端所示，物体在离斜面底端5 m处由静止开场下滑，然处由静止开场下滑，然后滑上与斜面平滑连接的水平面，假设物体与斜面及水平面间的

12、动摩擦因数均为后滑上与斜面平滑连接的水平面，假设物体与斜面及水平面间的动摩擦因数均为0.4，斜面倾角为斜面倾角为37。求物体能在水平面上滑行的距离。求物体能在水平面上滑行的距离(sin 370.6，cos 370.8)。图图3解析对物体在斜面上和水平面上受力分析如下图。解析对物体在斜面上和水平面上受力分析如下图。方法一方法一分过程列方程：设物体滑到斜面底端时的速度大小为分过程列方程：设物体滑到斜面底端时的速度大小为v，物体下滑阶段，物体下滑阶段N1mgcos 37，故故f1N1mgcos 37。由动能定理得由动能定理得答案答案3.5 m1.动能定理应用中的研究对象一般为单个物体。动能定理应用中

13、的研究对象一般为单个物体。2.动能定理的研究过程既可以是运动过程中的某一阶段，也可以是运动全过程。动能定理的研究过程既可以是运动过程中的某一阶段，也可以是运动全过程。3.通常情况下，某问题假设涉及时间或过程的细节，要用牛顿运动定律去解决；通常情况下，某问题假设涉及时间或过程的细节，要用牛顿运动定律去解决；某问题假设不考虑具体细节、状态或时间，如物体做曲线运动、受力为变力等某问题假设不考虑具体细节、状态或时间，如物体做曲线运动、受力为变力等情况，一般要用动能定理去解决。情况，一般要用动能定理去解决。针对训练针对训练2 如图如图4所示，物体从高所示，物体从高h的斜面顶端的斜面顶端A由静止滑下，由静

14、止滑下，到斜面底端后又沿水平面运动到到斜面底端后又沿水平面运动到C点而停顿。要使这个物体点而停顿。要使这个物体从从C点沿原路返回到点沿原路返回到A，那么在，那么在C点处物体应具有的速度大小点处物体应具有的速度大小至少是至少是()答案答案B图图4巧用动能定理求变力做功巧用动能定理求变力做功利用动能定理求变力做功通常有以下两种情况：利用动能定理求变力做功通常有以下两种情况：(1)如果物体只受到一个变力的作用，那么如果物体只受到一个变力的作用，那么WEk2Ek1。只要求出做功过程中物体的动能变化量只要求出做功过程中物体的动能变化量Ek，也就等于知道了这个过程中变力所做，也就等于知道了这个过程中变力所做的功。的功。(2)如果物体同时受到几个力作用，但是其中只有一个力如果物体同时受到几个力作用，但是其中只有一个力F1是变力，其他的力都是是变力，其他的力都是恒力，那么可以先用恒力做功的公式求出这几个恒力所做的功，然后再运用动能定恒力，那么可以先用恒力做功的公式求出这几个恒力所做的功，然后再运用动能定理来间接求变力做的功：理来间接求变力做的功：W1W其他其他Ek。【针对练习】如图【针对练习】如图5所示，质量所示，质量m60 kg的高山滑雪运发动，的高山滑雪运发动，从从A点由静止开场沿滑道滑下，然后由点由静止开场沿滑道滑下，然后由B点水平飞出，最点水平飞出，最后落在斜坡上的后落在斜坡上的