拓展资料：动能定理的应用（高中物理教学课件）完整版6

拓展资料：动能定理的应用图片区问题：动能定理的内容是什么？答：合外力对物体做的功等于物体在这个过程中动能的变化。问题：动能定理的表达式是什么？答：问题：动能定理的解题步骤是什么？解题步骤：定对象，选过程；析受力，知做功；确初末，定状态；列方程，细求解。知识回顾动能定理的应用一.动能定理的基本应用二.图像问题三.汽车做功问题四.曲线运动变力做功问题五.弹簧问题六.多过程问题七.多物体问题……例1.关于物体的动能，下列说法正确的是（）A.物体的质量、速度不变，其动能一定不变B.物体的动能不变，其速度一定不变C.两个物体中，速度大的动能也大D.某一过程中物体的速度变化量越大，其动能的变化一定越大例2.一质量为1kg的物体被人用手由静止向上提升1m时的速度为2m/s，取g=10m/s2，下列说法错误的是（）A.提升过程中手对物体做功12JB.提升过程中合外力对物体做功12JC.提升过程中合外力对物体做功2JD.提升过程中物体克服重力做功10JAB一.动能定理的基本应用例3.如图，质量相同的ab两小球在光滑斜面顶端自由下滑到斜面底端，他们的动能、速度、加速度、位移、重力做的功一样吗？例4.如图所示,a、b、c是三个质量相同的小球,a从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑,同时b、c从同一高度分别开始自由下落和平抛,不计空气阻力,下列说法正确的是(

)A.a、b同时到达同一水平面 B.a、b落地时的速度相同C.它们的末动能可能相同 D.落地时重力的功率一定是Pb=Pc>PaD一.动能定理的基本应用例1.物体沿直线运动的v-t图象如图所示，已知在第1s内合力对物体做功为W，则（）A.1s~3s合力做功为4WB.3s~5s合力做功为-2WC.5s~7s合力做功为WD.3s~4s合力做功为-0.5W例2.(多选)质量是2kg的物体在水平面上受到拉力F作用做匀变速运动,物体运动的v-t图像如图.若物体受摩擦力为10N,则下列说法正确的是(

)A.拉力做功150J B.拉力做功100JC.摩擦力做功250J D.物体克服摩擦力做功250JCAD二.图像问题例3.物体在合外力作用下做直线运动的v-t图像如图所示。下列表述正确的是(

)A.在0~1s内，合外力做正功B.在0~2s内，合外力总是做正功C.在1~2s内，合外力不做功D.在0~3s内，合外力总是做正功例4.质量为10kg的物体，在变力F作用下沿x轴做直线运动，力随坐标x的变化情况如图所示。物体在x＝0处，速度为1m/s，一切摩擦不计，则物体运动到x＝16m处时，速度大小为（）AB二.图像问题例5.如图甲所示,物体受到水平推力F的作用,在粗糙水平面上做直线运动.通过力传感器和速度传感器监测到推力F和物体速度v随时间t变化的规律分别如图乙、丙所示.重力加速度g取10m/s2.求:(1)0~3s内物体的位移x;(2)0~3s内合力对物体所做的功W合;(3)前2s内推力F做功的平均功率答：(1)3m

(2)1J

(3)1.5W二.图像问题例6.小球被竖直向上抛出,然后回到原处,小球初动能为Ek0,所受空气阻力与速度大小成正比,则该过程中,小球的动能与位移x关系的图线是下图中的(

) A B C DC二.图像问题例1.质量为m的汽车发动机的功率恒为P，摩擦阻力恒为f，牵引力为F．汽车由静止开始，经过时间t行驶了位移s时，速度达到最大值vm，则发动机所做的功下列说法错误的是（）A.Pt B.fvmt C.D. E.FsE三.汽车做功问题例2.现有一辆新型电动车，质量m=3×103kg，额定功率P=90kw，当该电动车在平直水平路面上行驶时，受到的阻力是车重的0.1倍，g=10m/s2。(1)求电动车的最大速度(2)若该车从静止开始以1m/s2的加速度做匀加速直线运动，该过程能持续多长时间？(3)若该车从静止开始保持额定功率启动，经过50s达到最大速度，求该过程中的位移。三.汽车做功问题例3.在检测某种汽车性能的实验中，质量为3000kg的汽车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为40m/s，利用传感器测得此过程中不同时刻该汽车的牵引力F与对应的速度v，并描绘出如图所示的F-1/v图像(图线ABC为汽车由静止到达到最大速度的全过程，AB、BO均为直线)。假设该汽车行驶中所受的阻力恒定，根据图线ABC求：(1)该汽车的额定功率；(2)该汽车由静止开始运动,经过35s达到最大速度40m/s,求其在BC段的位移大小。答：(1)8×104W，(2)75m三.汽车做功问题例1.如图所示，一可看成质点的小球在竖直圆环内部，在A点时给它一vA=6m/s的初速度，小球恰好通过最高点B，已知：质量m=1kg，圆环半径r=0.4m。求：在该过程中摩擦力做了多少功？四.曲线运动变力做功问题图1图2图3例2.如图1，水平拉力F把质量为m的物体从1位置缓慢拉动到2位置，该过程F做了多少功？如图2，物体以v0=10m/s的初速度平抛，竖直方向下落20m时的速度是多少？如图3，粗糙斜面摩擦系数为μ，与光滑圆弧平滑连接，一质量为m的物块在斜面上静止释放，最终稳定时物块在斜面上经过的路程是多少？四.曲线运动变力做功问题例3.如图所示,ABCD为一竖直平面的轨道,其中BC水平,A点比BC高出H=10m,BC长为l=1m,AB和CD轨道光滑.一质量为m=1kg的物体,从A点以v1=4m/s的速度开始运动,经过BC后滑到高出C点h=10.3m的D点时速度为零.(取g=10m/s2)求:(1)物体与BC轨道的动摩擦因数;(2)物体第5次经过B点时的速度;(3)物体最后停止的位置(距B点).答：(1)0.5，(2)13.3m/s，(3)0.4m四.曲线运动变力做功问题例1.质量为m的物体以初速度v0沿水平面向左开始运动，起始点A与一轻弹簧O端相距s，已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，物体与弹簧相碰后，弹簧的最大压缩量为x，重力加速度为g，则从开始碰撞到弹簧被压缩至最短，物体克服弹簧弹力所做的功为（）A五.弹簧问题例2.如图所示,在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m的小球A,若将小球A从弹簧原长位置由静止释放,小球A能够下降的最大高度为h.若将小球A换为质量为3m的小球B,仍从弹簧原长位置由静止释放,则小球B下降h时的速度为(重力加速度为g,不计空气阻力) (

)A B. C. D.B五.弹簧问题例3.如图所示,光滑斜面的顶端固定一弹簧,一小球向右滑行,并冲上固定在地面上的斜面.设小球在斜面最低点A的速度为v,压缩弹簧至C点时弹簧最短,C点距地面高度为h,不计小球与弹簧碰撞过程中的能量损失,则弹簧被压缩至C点过程中,弹簧对小球做的功为 (

)A. B.C. D.A五.弹簧问题例4.(多选)如图所示,一小球(可视为质点)套在固定的水平光滑椭圆形轨道上，椭圆的左焦点为P，长轴AC=2L0，短轴BD=L0。原长为L0的轻弹簧一端套在过P点的光滑轴上，另一端与小球连接。若小球做椭圆运动，在A点时的速度大小为v0，弹簧始终处于弹性限度内。下列说法正确的是(

)小球在A点时弹簧的弹性势能大于在C点时的B.小球在A、C两点时的动能相等C.小球在B、D点时的速度最大D.小球在B点时受到轨道的弹力沿BO方向BC五.弹簧问题D要注意弹力是倾斜的例5.(多选)如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端与一质量为m、套在光滑竖直固定杆A处的圆环相连,弹簧水平且处于原长.圆环从A处由静止开始下滑,经过B处的速度最大,到达C处的速度为零,重力加速度为g,则(

)由A到C的过程中,圆环的加速度先减小后增大B.由A到C的过程中,圆环的动能与重力势能之和先增大后减少C.由A到B的过程中,圆环动能的增加量小于重力势能的减少量D.在C处时,弹簧的弹性势能为mghACD五.弹簧问题例6.如图所示,半径为R的光滑半圆形轨道ABC在竖直平面内,与水平轨道CD相切于C点,D端有一被锁定的轻质压缩弹簧,弹簧左端连接在固定的挡板上,弹簧右端Q到C点的距离为2R.质量为m可视为质点的滑块从轨道上的P点由静止滑下,刚好能运动到Q点,并能触发弹簧解除锁定,然后滑块被弹回,且刚好能通过最高点A.已知∠POC=600,求:滑块第一次滑至圆形轨道最低点C时对轨道压力;(2)滑块与水平轨道的摩擦因数μ;(3)弹簧被锁定时具有的弹性势能.答：(1)2mg,方向竖直向下，(2)0.25，(3)3mgR五.弹簧问题例7.如图,轻质弹簧一端固定在墙壁上的O点,另一端自由伸长到A点,OA之间的水平面光滑.固定曲面在B处与水平面平滑连接,AB之间的距离s=1m.质量m=0.2kg的小物块开始时静止于水平面上的B点,物块与水平面AB间的动摩擦因数μ=0.4.现给物块一个水平向左v0=5m/s的初速度,g取10m/s2.(1)求弹簧被压缩到最短时所具有的弹性势能Ep;(2)求物块返回B点时的速度大小;(3)若物块能冲上曲面的最大高度h=0.2m,求物块沿曲面上滑过程所产生的热量.答：(1)1.7J，(2)3m/s，(3)0.5J五.弹簧问题例1.如图所示，一质量为2kg的铅球从离地面2m高处自由下落，陷入沙坑2cm深处，求沙子对铅球的平均阻力大小。（取g=10m/s2）Hh六.多过程问题例2.如图所示，一质量为0.2kg的物块，从倾角为300光滑斜面顶端处由静止开始沿斜面滑下，斜面长度为4m，设物体从斜面滑到水面速度大小不变。物块和水平面间的动摩擦因数为0.2，(g取10m/s2)求：(1)物块在水平面能滑行的距离；(2)物块克服摩擦力所做的功。答：(1)10m，(2)克服摩擦力所做的功4J六.多过程问题例3.ABCD是一条长轨道，其中AB段是倾角为θ的斜面，CD段是水平的，BC段是与AB段和CD段都相切的一小段圆弧，其长度可以略去不计.一质量为m的小滑块在离地高为h的A点从静止释放，沿轨道滑下，最后停在D点。现用一沿轨道方向的力推滑块，使它缓缓地由D点回到A点，设滑块与ABCD轨道间的动摩擦因数恒为μ，重力加速度为g，则推力对滑块做的功等于多少？答：2mgh六.多过程问题例4.如图所示,小物块与水平轨道、倾斜轨道之间的动摩擦因数均相同,小物块从倾角为θ1的轨道上高度为h的A点由静止释放,运动至B点时速度为v1.现将倾斜轨道的倾角调为θ2,仍将物块从轨道上高度为h的A点静止释放,运动至B点时速度为v2.已知θ2<θ1,不计物块在轨道接触处的机械能损失,则(

)A.v1<v2B.v1>v2C.v1=v2D.由于不知道θ1、θ2的具体数值,v1、v2关系无法判定C六.多过程问题例5.如图所示，质量为1kg的木块（可视为质点）静止在高1.2m的平台上，木块与平台间的动摩擦因数为0.2，用水平推力20N使木块产生位移3m时撤去，木块又滑行1m时飞出平台，求木块落地时速度的大小？3m1m1.2mF六.多过程问题例6.如图，B为钉子，小球从A静止释放，为使小球能绕B点做完整的圆周运动，钉子B到O点的取值范围为多少？拓展：若BO与竖直方向夹角为30度呢？六.多过程问题例7.如图所示，一条不可伸长的轻绳上端悬挂于O点，下端系一质量m＝1.0kg的小球。现将小球拉到A点（保持绳绷直）由静止释放，当它经过B点时绳恰好被拉断，小球平抛后落在水平地面上的C点，地面上的D点与OB在同一竖直线上，已知绳长L＝1.0m，B点离地高度H＝1.0m，A、B两点的高度差h＝0.5m，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，求：（1）地面上D、C两点间的距离s；（2）轻绳所受的最大拉力大小。六.多过程问题还可以考虑极值问题例8.一可以看成质点的质量m＝2kg的小球以初速度v0沿光滑的水平桌面飞出后，恰好从A点沿切线方向进入圆弧轨道，BC为圆弧竖直直径，其中B为轨道的最低点，C为最高点且与水平桌面等高，圆弧AB对应的圆心角θ＝530，轨道半径R＝0.5m.已知sin530＝0.8，cos530＝0.6，不计空气阻力，g取10m/s2.(1)求小球的初速度v0的大小；(2)若小球恰好能通过最高点C，求在圆弧轨道上摩擦力对小球做的功。答：(1)3m/s；(2)-4J六.多过程问题例1.如图所示，质量为M的木块放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v0水平射入木块，并最终留在木块中与木块一起以速度v运动，已知当子弹相对木块静止时，木块前进距离L，子弹进入木块深度为s，若木块对子弹的阻力大小恒定，则下列关系式中正确的是（）A. B.C. D.D七.多物体问题例2.如图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物A、轻质定滑轮下方悬挂重物B，悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始时，重物A、B处于静止状态，释放后A、B开始运动。已知A、B的质量相等，假设摩擦阻力和空气阻力均忽略不计，重力加速度为g，当A的位移为h时，A的速度有多大？七.多物体问题例3.如图所示，两不计质量的定滑轮固定在天花板上相距2L，现用细线悬挂两个质量为m的物体A