2020高中物理 4.3 探究外力做功与物体动能变化的关系学案 粤教版必修2

1、4.3 探究外力做功与物体动能变化的关系 学案（粤教版必修2） 1力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中_，这个结论叫动能定理表达式为W_.式中W为合外力对物体做的功，也可理解为各力对物体做功的_，如果外力做正功，物体的动能_；外力做负功，物体的动能减少2动能定理既适用于_运动，也适用于_运动，既适用于_做功，也适用于_做功且只需确定初、末状态而不必涉及过程细节，因而解题很方便3下列关于运动物体所受合力做功和动能变化的关系正确的是( )A如果物体所受合力为零，则合力对物体做的功一定为零B如果合力对物体所做的功为零，则合力一定为零C物体在合力作用下做变速运动，动能一定发生变化D物体的动

2、能不变，所受合力一定为零4关于物体动能变化与做功的关系，下列说法正确的是( )A只要动力对物体做功，物体的动能就增加B只要物体克服阻力做功，物体的动能就减少C动力、阻力都做功，物体动能不变D外力对物体做功的代数和等于物体末动能与初动能的差5关于动能概念及公式WEk2Ek1的说法中正确的是( )A若物体速度在变化，则动能一定在变化B速度大的物体，动能一定大CWEk2Ek1表示功可以变成能D动能的变化可以用合力做的功来量度【概念规律练】知识点一 动能定理1关于动能定理，下列说法中正确的是( )A在某过程中，外力做的总功等于各个力单独做功的绝对值之和B只要有力对物体做功，物体的动能就一定改变C动能定

3、理只适用于直线运动，不适用于曲线运动D动能定理既适用于恒力做功的情况，又适用于变力做功的情况2.图1有一质量为m的木块，从半径为r的圆弧曲面上的a点滑向b点，如图1所示，如果由于摩擦使木块的运动速率保持不变，则以下叙述正确的是( )A木块所受的合外力为零B因木块所受的力都不对其做功，所以合外力的功为零C重力和摩擦力做的功代数和为零D重力和摩擦力的合力为零知识点二 动能定理的应用3一个25 kg的小孩从高度为3.0 m的滑梯顶端由静止开始滑下，滑到底端时的速度为2.0 m/s.取g10 m/s2，关于力对小孩做的功，以下结果正确的是( )A合外力做功50 J B阻力做功500 JC重力做功500

4、 J D支持力做功50 J4一辆汽车以v16 m/s的速度沿水平路面行驶时，急刹车后能滑行s13.6 m，如果以v28 m/s的速度行驶，在同样路面上急刹车后滑行的距离s2应为( )A6.4 m B5.6 mC7.2 m D10.8 m【方法技巧练】一、应用动能定理分析多过程问题5.图2物体从高出地面H处由静止自由落下，不考虑空气阻力，落至地面进入沙坑h处停止，如图2所示，求物体在沙坑中受到的平均阻力是其重力的多少倍6.图3如图3所示，物体在离斜面底端5 m处由静止开始下滑，然后滑上由小圆弧(长度忽略)与斜面连接的水平面上，若斜面及水平面的动摩擦因数均为0.4，斜面倾角为37，则物体能在水平面

5、上滑行多远？二、利用动能定理求变力做功7如图4所示，图4一质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂于O点，小球在水平拉力F作用下从平衡位置P点缓慢地移到Q点，此时悬线与竖直方向夹角为，则拉力F做的功为( )AmgLcos BmgL(1cos )CFLsin DFLcos 参考答案课前预习练1动能的变化 Ek2Ek1 代数和 增加2直线 曲线 恒力 变力3A 物体所受合力为零，则合力做功为零，物体的动能变化为零但如果物体所受合力不为零，合力对物体做功也可能为零，动能变化为零，如匀速圆周运动故A正确4D5D 速度是矢量，而动能是标量，若物体速度只改变方向，不改变大小，则动能不变，A错；由Ekmv2知B错

6、；动能定理WEk2Ek1表示动能的变化可用合力做的功来量度，但功和能是两个不同的概念，有着本质的区别，故C错，D正确课堂探究练1D2C 物体做曲线运动，速度方向变化，加速度不为零，合外力不为零，A错速率不变，动能不变，由动能定理知，合外力做的功为零，支持力始终不做功，重力做正功，所以重力做的功与阻力做的功代数和为零，但重力和阻力的合力不为零，C对，B、D错点评 (1)动能定理反映的是合外力做的功和物体动能变化的关系(2)速率不变，速度有可能变化3A 由动能定理可得合力对小孩做的功W合mv22522 J50 J又因为W合WGWf所以WfW合WG50 J750 J700 J由于支持力的方向始终与速

7、度方向垂直，支持力对小孩不做功4A 急刹车后，车只受摩擦阻力f的作用，且两种情况下摩擦力大小是相同的，汽车的末速度皆为零fs10mvfs20mv式除以式得.故汽车滑行距离s2s1()23.6 m6.4 m点评 对恒力作用下的运动，可以考虑用牛顿运动定律分析但在涉及力、位移、速度时，应优先考虑用动能定理分析一般来说，动能定理不需要考虑中间过程，比牛顿运动定律要简单一些5.解析 解法一：物体运动分两个物理过程，先自由落体，然后做匀减速运动设物体落至地面时速度为v，则由动能定理可得mgHmv2第二个物理过程中物体受重力和阻力，同理可得mghF阻h0mv2由式得.解法二：若视全过程为一整体，由于物体的

8、初、末动能均为0，由动能定理可知，重力对物体做的功与物体克服阻力做的功相等，即mg(Hh)F阻h解得.63.5 m解析 物体在斜面上受重力mg、支持力FN1、滑动摩擦力f1的作用，沿斜面加速下滑，在水平面上减速直到静止方法一：对物体在斜面上的受力分析如图甲所示，可知物体下滑阶段：FN1mgcos 37故f1FN1mgcos 37由动能定理得mgsin 37s1mgcos 37s1mv在水平面上的运动过程中，受力分析如图乙所示f2FN2mg由动能定理得mgs20mv由两式可得s2s15 m3.5 m.方法二：物体受力分析同上，物体运动的全过程中，初、末状态的速度均为零，对全过程运用动能定理有mgsin 37s1mgcos 37s1mgs20得s2s15 m3.5 m.方法总结 应用动能定理解题时，在分析过程的基础上无需深究物体的运动过程中变化的细节，只需考虑整个过程的功及过程始末的动能若过程包含了几个运动性质不同的分过程，既可分段考虑，也可整个过程考虑若不涉及中间过程量时，用整个过程分析比较简单但求功时，有些力不是全过程都作用的，必须根据不同情况分别对待，求出总功计算时要把各力的功连同符号(正、负)一同代入公式7B 小球缓慢移动，时时都处于平衡状态，由平衡条件可知，Fmgtan ，随着的增大，F也在