（人教版2019必修第二册）高一物理同步备课 专题4：动能定理的应用（教学课件）

专题4：动能定理的应用

主讲老师：目录01直线运动02曲线运动03变力做功04多过程问题目录第一部分：直线运动一、直线运动【典例1】同一物体分别从高度相同，倾角不同的光滑斜面的顶端滑到底端时，相同的物理量是（）A.动能B.速度C.速率D.重力所做的功【正确答案】ACD【解析】【典例2】物体在恒定水平推力F的作用下沿粗糙水平面由静止开始运动，发生位移s1后即撤去力F，物体由运动一段距离后停止运动。整个过程的V–t图线如图所示。求推力F与阻力f的比值.【解法1】

由动能定理得WF+Wf=0即：Fs1+（–fs）=0由V–t图线知s

：s1=4：1所以F：f=s：s1结果：F：f=4：1Fs1s01234vt一、直线运动Fs1s01234vt撤去F前，由动能定理得（F–f）s1=V撤去F后，由动能定理得–f(s–s1)=0–两式相加得Fs1+（–fs）=0由解法1知F：f=4：1【解法3】牛顿定律结合匀变速直线运动规律（同学们自己尝试）【解法2】分段用动能定理一、直线运动【典例3】物体从高H处由静止自由落下，不计空气阻力，落至地面沙坑下h处停下，求物体在沙坑中受到的平均阻力是其重力的多少倍？Hhmgmgf由动能定理得：WG+Wf=0mg（H+h）–fh=0【解析】一、直线运动第二部分：曲线运动二、曲线运动【典例4】某人从距地面25m高处水平抛出一小球，小球质量100g，出手时速度大小为10m/s,落地时速度大小为16m/s，取g=10m/s2，求：（1）人抛球时对小球做多少功？（2）小球在空中运动时克服阻力做功多少？v0hv人抛球：球在空中：得：W人=5J得：Wf=17.2J【解析】【典例5】如图所示，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高，质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的正压力为2mg，重力加速度大小为g。质点自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为()FN=2mg【解析】二、曲线运动【典例6】如图,光滑水平薄板中心有一个小孔,在孔内穿过一条质量不计的细绳,绳的一端系一小球,小球以O为圆心在板上做匀速圆周运动,半径为R,此时绳的拉力为F,若逐渐增大拉力至8F,小球仍以O为圆心做半径为0.5R的匀速圆周运动,则此过程中绳的拉力做的功为多少？F初：F=mV12/R末：8F=mV22/0.5R则：EK1=½mV12=½FREK2=½mV22=2FR【解析】由动能定理得：W=EK2－EK1=1.5FR二、曲线运动第三部分：求变力做功【典例7】（多选）如图甲所示，一质量为4kg的物体静止在水平地面上，让物体在随位移均匀减小的水平推力F作用下开始运动，推力F随位移x变化的关系如图乙所示，已知物体与地面间的动摩擦因数

，g取

，则下列说法正确的是（）A．物体先做加速运动，当推力F小于摩擦力后开始做减速运动B．物体在水平地面上运动的最大位移是10mC．物体运动的最大速度为2m/sD．物体在运动中的加速度先变小后不变【正确答案】AB三、求变力做功【典例8】质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂于O点，小球在水平拉力F的作用下，从平衡位置P点缓慢地移到Q点，则力F所做的功为()A.mgLcosB.mgL（1

–cos

）C.FLsinD.FLcos

PQFsTmg【解析】

由P到Q，由动能定理得：WF+WG=0即WF–mgL（1–cos

）=0∴WF=mgL（1–cos

）【正确答案】B三、求变力做功【典例9】在温州市科技馆中，有个用来模拟天体运动的装置，其内部是一个类似锥形的漏斗容器，如图甲所示．现在该装置的上方固定一个半径为R的四分之一光滑管道AB，光滑管道下端刚好贴着锥形漏斗容器的边缘，如图乙所示．将一个质量为m的小球从管道的A点静止释放，小球从管道B点射出后刚好贴着锥形容器壁运动，由于摩擦阻力的作用，运动的高度越来越低，最后从容器底部的孔C掉下，(轨迹大致如图乙虚线所示)，已知小球离开C孔的速度为v，A到C的高度为H.求：(1)小球达到B端的速度大小．(2)小球在管口B端受到的支持力大小．(3)小球在锥形漏斗表面运动的过程中克服摩擦阻力所做的功．三、求变力做功三、求变力做功第四部分：多过程问题【典例10】如图所示，质量m＝1kg的木块静止在高h＝1.2m的平台上，木块与平台间的动摩擦因数μ＝0.2，用水平推力F＝20N，使木块产生位移l1＝3m时撤去，木块又滑行l2＝1m后飞出平台，求木块落地时速度的大小(g＝10m/s2)．四、多过程问题四、多过程问题【典例11】如图所示装置由AB、BC、CD三段轨道组成，轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接，其中轨道AB、CD段是光滑的，水平轨道BC的长度x＝5m，轨道CD足够长且倾角θ＝37°，A、D两点离轨道BC的高度分别为h1＝4.30m、h2＝1.35m．现让质量为m的小滑块自A点由静止释放．已知小滑块与轨道BC间的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：(1)小滑块第一次到达D点时的速度大小；(2)小滑块第一次与第二次通过C点的时间间隔；(3)小滑块最终停止的位置距B点的距离．四、多过程问题四、多过程问题四、多过程问题四、多过程问题【典例12】如图所示，倾角为37°的粗糙斜面AB底端与半径R＝0.4m的光滑半圆轨道BC平滑相连，O点为轨道圆心，BC为圆轨道直径且处于竖直方向，A、C两点等高．质量m＝1kg的滑块从A点由静止开始下滑，恰能滑到与O点等高的D点．g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.(1)求滑块与斜面间的动摩擦因数μ；(2)若使滑块能到达C点，求滑块从A点沿斜面滑下时的初速度v0的最小值；(3)若滑块离开C处的速度大小为4m/s，求滑块从C点飞出至落到斜面上所经历的时间t.四、多过程问题四、多过程问题四、多过程问题四、多过程问题四、多过程问题解题策略应用动能定理求解多过程问题可从以下几点入手：首先需要建立运动模型，选择一个、几个或全过程研究．涉及重力、大小恒定的阻力或摩擦力做功时，需注意：重力的功取决于物体的初、末位置，与路径无关；大小恒定的阻力或摩擦力的功等于力的大小与路程的乘积．专注过程与过程的连接状态的受力特征与运动特征(比如：速度、加速度或位移)．列整体(或分过程)的动能定理方程．第五部分：归纳总结一、应用动能定理解题的一般步骤确定研究对象，画出过程示意图；分析物体的受力，明确各力做功的情况，并确定外力所做的总功；分析物体的运动，明确物体的初、末状态，确定初、末状态的动能及动能的变化；根据动