浙江省高考物理總復(fù)習(xí) 第5章第二節(jié) 動(dòng)能 動(dòng)能定理課件 大綱人教版

第二節(jié)動(dòng)能動(dòng)能定理第二節(jié)動(dòng)能動(dòng)能定理課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)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(dòng)動(dòng)能能動(dòng)動(dòng)能能定定理理基礎(chǔ)知識(shí)梳理基礎(chǔ)知識(shí)梳理基礎(chǔ)知識(shí)梳理基礎(chǔ)知識(shí)梳理運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)標(biāo)標(biāo)焦耳焦耳二、動(dòng)能定理二、動(dòng)能定理1內(nèi)容：力在某個(gè)過(guò)程中對(duì)物體所做的功，等內(nèi)容：力在某個(gè)過(guò)程中對(duì)物體所做的功，等于物體在這個(gè)過(guò)程中動(dòng)能的于物體在這個(gè)過(guò)程中動(dòng)能的_2表達(dá)式：表達(dá)式：WEk2Ek1_.3物理意義：動(dòng)能定理指出了外力對(duì)物體所做物理意義：動(dòng)能定理指出了外力對(duì)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(dòng)能具有相對(duì)性，其數(shù)值與參考系的動(dòng)能具有相對(duì)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(dòng)能變化動(dòng)能變化動(dòng)能變化動(dòng)能變化課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練一、對(duì)動(dòng)能定理的理解一、對(duì)動(dòng)能定理的理解1動(dòng)能定理公式中等號(hào)的意義動(dòng)能定理公式中等號(hào)的意義等號(hào)表明合力做功與物體動(dòng)能的變化間的三個(gè)關(guān)等號(hào)表明合力做功與物體動(dòng)能的變化間的三個(gè)關(guān)系：系：(1)數(shù)量關(guān)系：即合外力所做的功與物體動(dòng)能的變數(shù)量關(guān)系：即合外力所做的功與物體動(dòng)能的變化具有等量代換關(guān)系可以通過(guò)計(jì)算物體動(dòng)能的化具有等量代換關(guān)系可以通過(guò)計(jì)算物體動(dòng)能的變化，求合力的功，進(jìn)而求得某一力的功變化，求合力的功，進(jìn)而求得某一力的功(2)單位相同，國(guó)際單位都是焦耳單位相同，國(guó)際單位都是焦耳(3)因果關(guān)系：合外力的功是引起物體動(dòng)能變化的因果關(guān)系：合外力的功是引起物體動(dòng)能變化的原因原因2動(dòng)能定理中涉及的物理量有動(dòng)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(xué)問(wèn)題時(shí)，可等，在處理含有上述物理量的力學(xué)問(wèn)題時(shí)，可以考慮使用動(dòng)能定理由于只需要從力在整個(gè)位以考慮使用動(dòng)能定理由于只需要從力在整個(gè)位移內(nèi)做的功和這段位移始末兩狀態(tài)動(dòng)能變化去考移內(nèi)做的功和這段位移始末兩狀態(tài)動(dòng)能變化去考慮，無(wú)需注意其中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的細(xì)節(jié)，同時(shí)動(dòng)慮，無(wú)需注意其中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的細(xì)節(jié)，同時(shí)動(dòng)能和功都是標(biāo)量，無(wú)方向性，所以無(wú)論是直線(xiàn)運(yùn)能和功都是標(biāo)量，無(wú)方向性，所以無(wú)論是直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)還是曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，計(jì)算都會(huì)特別方便動(dòng)還是曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，計(jì)算都會(huì)特別方便3高中階段動(dòng)能定理中的位移和速度應(yīng)以地面高中階段動(dòng)能定理中的位移和速度應(yīng)以地面或相對(duì)地面靜止的物體為參考系或相對(duì)地面靜止的物體為參考系4適用范圍：直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)、曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)、恒力做功、適用范圍：直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)、曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)、恒力做功、變力做功、各個(gè)力同時(shí)做功、分段做功均可用動(dòng)變力做功、各個(gè)力同時(shí)做功、分段做功均可用動(dòng)能定理能定理特別提醒：特別提醒：動(dòng)能定理說(shuō)明外力對(duì)物體所做的總功動(dòng)能定理說(shuō)明外力對(duì)物體所做的總功和動(dòng)能變化間的一種因果關(guān)系和數(shù)量關(guān)系，不可和動(dòng)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)變成了物體的動(dòng)能理解為功轉(zhuǎn)變成了物體的動(dòng)能即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用 (即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試牛刀)1.(2010年高考課標(biāo)全國(guó)卷年高考課標(biāo)全國(guó)卷)如圖如圖521所示，在所示，在外力作用下某質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的外力作用下某質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的vt圖象為正弦曲圖象為正弦曲線(xiàn)從圖中可以判斷線(xiàn)從圖中可以判斷()圖圖521A在在0t1時(shí)間內(nèi)，外力做正功時(shí)間內(nèi)，外力做正功B在在0t1時(shí)間內(nèi)，外力的功率逐漸增大時(shí)間內(nèi)，外力的功率逐漸增大C在在t2時(shí)刻，外力的功率最大時(shí)刻，外力的功率最大D在在t1t3時(shí)間內(nèi)，外力做的總功為零時(shí)間內(nèi)，外力做的總功為零解析：解析：選選AD.由動(dòng)能定理可知，在由動(dòng)能定理可知，在0t1時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)速度越來(lái)越大，動(dòng)能越來(lái)越大，外力一定做正功，速度越來(lái)越大，動(dòng)能越來(lái)越大，外力一定做正功，故故A項(xiàng)正確；在項(xiàng)正確；在t1t3時(shí)間內(nèi)，動(dòng)能變化量為零，可時(shí)間內(nèi)，動(dòng)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(xiàng)正確；由項(xiàng)正確；由PFv知知0、t1、t2、t3四個(gè)時(shí)刻功率為零，故四個(gè)時(shí)刻功率為零，故B、C都錯(cuò)都錯(cuò)二、動(dòng)能定理的應(yīng)用二、動(dòng)能定理的應(yīng)用1運(yùn)用動(dòng)能定理須注意的問(wèn)題運(yùn)用動(dòng)能定理須注意的問(wèn)題(1)應(yīng)用動(dòng)能定理解題時(shí)，在分析過(guò)程的基礎(chǔ)上無(wú)應(yīng)用動(dòng)能定理解題時(shí)，在分析過(guò)程的基礎(chǔ)上無(wú)需深究物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中狀態(tài)變化的細(xì)節(jié)，只需考需深究物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中狀態(tài)變化的細(xì)節(jié)，只需考慮整個(gè)過(guò)程的功及過(guò)程始末的動(dòng)能慮整個(gè)過(guò)程的功及過(guò)程始末的動(dòng)能(2)若過(guò)程包含了幾個(gè)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)不同的分過(guò)程，既若過(guò)程包含了幾個(gè)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)不同的分過(guò)程，既可分段考慮，也可整個(gè)過(guò)程考慮但求功時(shí)，有可分段考慮，也可整個(gè)過(guò)程考慮但求功時(shí)，有些力不是全過(guò)程都作用的，必須根據(jù)不同的情況些力不是全過(guò)程都作用的，必須根據(jù)不同的情況分別對(duì)待求出總功，計(jì)算時(shí)要把各力的功連同符分別對(duì)待求出總功，計(jì)算時(shí)要把各力的功連同符號(hào)號(hào)(正負(fù)正負(fù))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(duì)象，明確它的運(yùn)動(dòng)過(guò)程選取研究對(duì)象，明確它的運(yùn)動(dòng)過(guò)程(2)分析研究對(duì)象的受力情況和各個(gè)力的做功情況，分析研究對(duì)象的受力情況和各個(gè)力的做功情況，然后求各個(gè)外力做功的代數(shù)和然后求各個(gè)外力做功的代數(shù)和(3)明確物體在過(guò)程始末狀態(tài)的動(dòng)能明確物體在過(guò)程始末狀態(tài)的動(dòng)能Ek1和和Ek2.(4)列出動(dòng)能定理的方程列出動(dòng)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(jìn)行求解的解題方程，進(jìn)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(shí)，如涉及位移和速度而不涉及而發(fā)生狀態(tài)改變時(shí)，如涉及位移和速度而不涉及時(shí)間時(shí)應(yīng)首先考慮應(yīng)用動(dòng)能定理，而后考慮牛頓時(shí)間時(shí)應(yīng)首先考慮應(yīng)用動(dòng)能定理，而后考慮牛頓定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，如涉及加速度時(shí)，先考慮牛定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，如涉及加速度時(shí)，先考慮牛頓第二定律頓第二定律(2)用動(dòng)能定理解題，關(guān)鍵是對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行準(zhǔn)確用動(dòng)能定理解題，關(guān)鍵是對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行準(zhǔn)確的受力分析及運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析，并畫(huà)出物體運(yùn)動(dòng)過(guò)的受力分析及運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析，并畫(huà)出物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程的草圖，讓草圖幫助我們理解物理過(guò)程和各量程的草圖，讓草圖幫助我們理解物理過(guò)程和各量關(guān)系，有些力在物體運(yùn)動(dòng)全過(guò)程中不是始終存在關(guān)系，有些力在物體運(yùn)動(dòng)全過(guò)程中不是始終存在的，在計(jì)算外力做功時(shí)更應(yīng)引起注意的，在計(jì)算外力做功時(shí)更應(yīng)引起注意即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用 (即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)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深處，求深處，求沙子對(duì)鉛球平均阻力的大小沙子對(duì)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(yīng)用動(dòng)能定理求變力的功應(yīng)用動(dòng)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(kāi)始時(shí)靜止于最低點(diǎn)現(xiàn)給小球一沖的小球，小球開(kāi)始時(shí)靜止于最低點(diǎn)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(yùn)動(dòng)到環(huán)的最高點(diǎn)時(shí)，環(huán)若金屬環(huán)光滑，小球運(yùn)動(dòng)到環(huán)的最高點(diǎn)時(shí)，環(huán)對(duì)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(yùn)動(dòng)到環(huán)的最高點(diǎn)與環(huán)恰若金屬環(huán)粗糙，小球運(yùn)動(dòng)到環(huán)的最高點(diǎn)與環(huán)恰無(wú)作用力，小球從最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過(guò)程中無(wú)作用力，小球從最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過(guò)程中克服摩擦力所做的功克服摩擦力所做的功【思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥】解題的關(guān)鍵是抓住小球到最高點(diǎn)解題的關(guān)鍵是抓住小球到最高點(diǎn)恰無(wú)作用力，此時(shí)重力作為向心力，在應(yīng)用動(dòng)能恰無(wú)作用力，此時(shí)重力作為向心力，在應(yīng)用動(dòng)能表達(dá)式時(shí)，搞清初、末狀態(tài)表達(dá)式時(shí)，搞清初、末狀態(tài)【方法技巧方法技巧】用動(dòng)能定理求變力的用動(dòng)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(gè)狀態(tài)的速度，以及在中間體始末兩個(gè)狀態(tài)的速度，以及在中間過(guò)程中其他力對(duì)物體做的功過(guò)程中其他力對(duì)物體做的功變式訓(xùn)練變式訓(xùn)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(gè)質(zhì)量為所示，一個(gè)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(dòng)摩擦因數(shù)為的水平直桿上，環(huán)與桿的動(dòng)摩擦因數(shù)為，現(xiàn)，現(xiàn)給環(huán)一個(gè)向右的初速度給環(huán)一個(gè)向右的初速度v0，如果在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，如果在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中還受到一個(gè)方向始終豎直向上的力還受到一個(gè)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(yùn)為環(huán)的運(yùn)動(dòng)速度動(dòng)速度)，則環(huán)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力，則環(huán)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力所做的功所做的功(假設(shè)桿足夠長(zhǎng)假設(shè)桿足夠長(zhǎng)) 可能為可能為()圖圖524答案：答案：ABD應(yīng)用動(dòng)能定律求解多過(guò)程問(wèn)題應(yīng)用動(dòng)能定律求解多過(guò)程問(wèn)題(1)小球通過(guò)粗糙管道過(guò)程中克服摩擦阻力做的功；小球通過(guò)粗糙管道過(guò)程中克服摩擦阻力做的功；(2)小球通過(guò)小球通過(guò)“9”管道的最高點(diǎn)管道的最高點(diǎn)N時(shí)對(duì)軌道的作用力；時(shí)對(duì)軌道的作用力；(3)小球從小球從C點(diǎn)離開(kāi)點(diǎn)離開(kāi)“9”管道之后做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位管道之后做平拋運(yùn)動(dòng)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(guò)程問(wèn)題時(shí)，要特別注解決多過(guò)程問(wèn)題時(shí)，要特別注意分析各個(gè)力做功的特點(diǎn)，例如：重力做功與意分析各個(gè)力做功的特點(diǎn)，例如：重力做功與實(shí)際路徑無(wú)關(guān)，只與始末位置高度差有關(guān)；滑實(shí)際路徑無(wú)關(guān)，只與始末位置高度差有關(guān)；滑動(dòng)摩擦力做功與路程有關(guān)動(dòng)摩擦力做功與路程有關(guān)變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練2如圖如圖526所示，所示，ABCD是一個(gè)盆是一個(gè)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(gè)質(zhì)處放一個(gè)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(dòng)摩面與小物塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)為擦因數(shù)為0.10.小物塊在盆內(nèi)來(lái)回滑動(dòng)，最后小物塊在盆內(nèi)來(lái)回滑動(dòng)，最后停下來(lái)，則停下的位置到停下來(lái)，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(mǎn)分樣板滿(mǎn)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(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊，小物塊面上，右端放一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊，小物塊的質(zhì)量為的質(zhì)量為m1.0 kg，當(dāng)彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，小物塊，當(dāng)彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，小物塊靜止于靜止于O點(diǎn)，現(xiàn)對(duì)小物塊施加一個(gè)外力點(diǎn)，現(xiàn)對(duì)小物塊施加一個(gè)外力F，使它緩，使它緩慢移動(dòng)，將彈簧壓縮至慢移動(dòng)，將彈簧壓縮至A點(diǎn)，壓縮量為點(diǎn)，壓縮量為x0.1 m，在這一過(guò)程中，所用外力在這一過(guò)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(yùn)動(dòng)，已知面運(yùn)動(dòng)，已知O點(diǎn)至桌邊點(diǎn)至桌邊B點(diǎn)的距離為點(diǎn)的距離為L(zhǎng)2x，水，水平桌面的高為平桌面的高為h5.0 m，計(jì)算時(shí)可認(rèn)為滑動(dòng)摩擦，計(jì)算時(shí)可認(rèn)為滑動(dòng)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(dòng)能定理與圖象結(jié)合的問(wèn)題動(dòng)能定理與圖象結(jié)合的問(wèn)題甲甲 乙乙圖圖527(1)在壓縮彈簧的過(guò)程中，彈簧存貯的最大彈性勢(shì)在壓縮彈簧的過(guò)程中，彈簧存貯的最大彈性勢(shì)能；能；(2)小物塊到達(dá)桌邊小物塊到達(dá)桌邊B點(diǎn)時(shí)速度的大小；點(diǎn)時(shí)速度的大??；(3)小物塊落地點(diǎn)與桌邊小物塊落地點(diǎn)與桌邊B點(diǎn)的水平距離點(diǎn)的水平距離x.【思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下三點(diǎn)：解答本題時(shí)應(yīng)注意以下三點(diǎn)：(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(shì)能對(duì)應(yīng)彈簧的彈力所做的負(fù)彈簧存貯的彈性勢(shì)能對(duì)應(yīng)彈簧的彈力所做的負(fù)功的值；功的值；(3)Fx圖象中圖象中x0時(shí)對(duì)應(yīng)時(shí)對(duì)應(yīng)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(lái)綜合考查動(dòng)能、動(dòng)能定理的內(nèi)容這種綜合來(lái)綜合考查動(dòng)能、動(dòng)能定理的內(nèi)容這種綜合度大，但并不是太復(fù)雜、難度并不是太大的試度大，但并不是太復(fù)雜、難度并不是太大的試題在高考試卷中常有出現(xiàn)，這類(lèi)題的綜合信息題在高考試卷中常有出現(xiàn)，這類(lèi)題的綜合信息強(qiáng)，要求學(xué)生的能力也相對(duì)較高，使高考命題強(qiáng)，要求學(xué)生的能力也相對(duì)較高，使高考命題與新課標(biāo)的要求靠得更緊密一些，是近年高考與新課標(biāo)的要求靠得更緊密一些，是近年高考命題的基本趨勢(shì)命題的基本趨勢(shì)