人教版(2019)新教材高中物理必修2 第8章机械能守恒定律第3节动能和动能定理(1)课件(共40张PPT)
文档属性
| 名称 | 人教版(2019)新教材高中物理必修2 第8章机械能守恒定律第3节动能和动能定理(1)课件(共40张PPT) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1014.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-11-10 22:24:17 | ||
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文档简介
(共40张PPT)
动能和动能定理
标
二、动能定理
内容 合外力对物体所做的功等于物体
表达式
W＝ΔEk＝ mv22－ mv12
对定理
的理解 W＞0，物体的动能
W＜0，物体的动能
W＝0，物体的动能不变
适用条件 1.动能定理既适用于直线运动，也适用于
2．既适用于恒力做功，也适用于
3．力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以
动能的
变化
增加
减少
曲线运动
变力做功
不同时作用
【思路点拨】变力做功一般用动能定理计算，应用时弄清整个过程中的动能变化及其他力做的功是关键．
【答案】C
例2 如图所示，A、B两个木块叠放在竖直轻
弹簧上，mA＝mB＝1 kg.弹簧的劲度系数k＝
100 N/m.在A上作用一个竖直向上的力F，使
木块A由静止开始以2 m/s2的加速度竖直向上做匀加速运动．(g取10 m/s2)到A、B刚要分离时，弹簧的弹性势能减小了1.28 J，求此过程中，力F对木块A做的功是多少？
【思路点拨】在A向上做匀加速运动的过程中，力F、A、B之间的压力FN，弹簧弹力F弹都是个变力，只能用动能定理解决求功的问题．
【方法与知识感悟】应用动能定理求变力的功时，应抓住以下几点：
(1)分析物体受力情况，确定哪些力是恒力哪些力是变力．
(2)找出恒力的功及变力的功．
(3)分析物体初末状态，求出动能变化量．
(4)运用动能定理列方程求解．
题型二：动能定理在多过程中的应用
例3 冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目，比赛场地示意图如图所示．比赛时，运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线AB处放手让冰壶以一定的速度滑出，使冰壶的停止位置尽量靠近圆心O.为使冰壶滑行得更远，运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面，使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小．设冰壶与冰面间的动摩擦因数为μ1＝0.008，用毛刷擦冰面后动摩擦因数减小至μ2＝0.004.在某次比赛中，运动员使冰壶C在投掷线中点处以2 m/s的速度沿虚线滑出．为使冰壶C能够沿虚线恰好到达圆心O点，运动员用毛刷擦冰面的长度应为多少？(g取10 m/s2)
【思路点拨】分析冰壶经历了几个运动过程，这些过程中受哪些力，分别做多少功，然后分过程或全过程列动能定理方程即可求解．
【方法与知识感悟】1.应用动能定理解题的步骤
(1)选取研究对象，明确并分析运动过程．
(2)分析受力及各力做功的情况，求出总功；
(3)明确过程始、末状态的动能Ek1及Ek2.
(4)列方程W＝Ek2－Ek1，必要时注意分析题目潜在的条件，列辅助方程进行求解．
2．应用动能定理要注意的几个问题
(1)正确分析物体受力，要考虑物体受到的所有力，包括重力．
(2)要弄清各力做功情况，计算时应把已知功的正、负代入动能定理表达式．
(3)有些力在物体运动全过程中不是始终存在，导致物体的运动包括几个物理过程，物体运动状态、受力情况均发生变化，因而在考虑外力做功时，必须根据不同情况分别对待．
(4)单个物体受地面滑动摩擦力做的负功的多少等于摩擦力与物体相对地面滑动的路程的乘积．
*1.一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用．此后，该质点的动能可能( )
A．一直增大
B．先逐渐减小至零，再逐渐增大
C．先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小
D．先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大
ABD
A
D
4．有两个人要把质量m＝1 000 kg的货物装进离地h＝1 m高的卡车车厢内．他
们找来L＝5 m的斜面，
但没有其它任何工具可用．假设货物在水平地面上和斜面上滑动时所受摩擦力均恒为货物重力的0.12倍，两个人的最大推力各为800 N，且推力方向与速度方向始终相同，并忽略货物上斜面时的能量损失．
(1)通过分析说明俩人能否将货物从斜面底端开始直接推进车厢？
(2)请你帮助他们设计一个可行的方案，并详细证明之．(g取10 m/s2)
【巩固基础】
1．一质点在恒力F作用下从a沿曲线abc运动到c，虚线是曲线在b点的切线，则质点在这一过程中速度大小的变化情况是( )
A．一直增大
B．一直减小
C．先增大后减小
D．先减小后增大
D
2．某同学在篮球场的篮板前做投篮练习，假设在一次投篮中这位同学对篮球做功为W，出手高度为h1，篮筐距地面高度为h2，球的质量为m.不计空气阻力，则篮球进筐时的动能为( )
A．W＋mgh1－mgh2 B．mgh2－mgh1－W
C．mgh1＋mgh2－W D．W＋mgh2－mgh1
A
【解析】设篮球进筐时的动能为Ek，由动能定理得：W－mg(h2－h1)＝Ek－0，故Ek＝W＋mgh1－mgh2，A正确．
*3.如右图所示，质量为
M、长度为L的小车静止
在光滑的水平面上．质
量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端．现用一水平恒力F作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动．物块和小车之间的摩擦力为f，物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为l.在这个过程中，以下结论正确的是( )
A．物块到达小车最右端时具有的动能为(F－f)(L＋l)
B．物块到达小车最右端时，小车具有的动能为fl
C．物块克服摩擦力所做的功为f(L＋l)
D．物块和小车增加的机械能为Fl
ABC
D
*5．用水平力F拉一物体，使物体在水平地面上由静止开始做匀加速直线运动，t1时刻撤去拉力F，物体做匀减速直线运动，到t2时刻停止．其速度—时间图象如图所示，且α＞β，若拉力F做的功为W1，平均功率为P1；物体克服摩擦阻力Ff做的功为W2，平均功率为P2，则下列选项正确的是( )
A．W1＞W2；F＝2Ff
B．W1＝W2；F＞2Ff
C．P1＞P2；F＞2Ff
D．P1＝P2；F＝2Ff
BC
【提升能力】
【解析】由于物体初末速度为零，根据动能定理可知，水平外力F做的功与克服摩擦力做的功相等，选项A错误；由于摩擦力作用时间大于外力F作用时间，故P1＞P2，由于α＞β，则F＞2Ff，故选项B、C正确．
A
7．物体在恒定阻力作用下，以某初速度在水平面上沿直线滑行直到停止．以a、Ek、s和t分别表示物体运动的加速度大小、动能、位移的大小和运动的时间．则以下各图象中，能正确反映这一过程的是( )
C
【解析】物体受到恒定阻力作用，所以加速度是恒定值，而动能的变化是因为受到了恒定阻力做功，所以动能与位移成线性关系也就与时间不成线性关系．
A
ACD
*10.如图所示，在动摩擦因数
为0.2的水平面上有一质量为
3 kg的物体被一个劲度系数
为120 N/m的压缩轻质弹簧突然弹开，物体离开弹簧后在水平面上继续滑行了1.3 m才停下来，下列说法中正确的是(g＝10 m/s2)( )
A．物体开始运动时弹簧的弹性势能为Ep＝7.8 J
B．物体的最大动能大于7.8 J
C．当弹簧恢复原长时物体的速度最大
D．当物体速度最大时弹簧的压缩量为x＝0.05 m
BD
11．质量m＝1 kg的物体，在水
平拉力F(拉力方向与物体初速度
方向相同) 的作用下，沿粗糙水
平面运动，经过位移4 m时，拉
力F停止作用，运动到位移是8 m时物体停止，运动过程中Ek－x的图线如图所示．求：(g取10 m/s2)
(1)物体的初速度多大？
(2)物体和平面间的动摩擦因数为多大？
(3)拉力F的大小．
(1)在提升重物的过程中，除了重物的质量和所受重力保持不变以外，在第一时间段内和第二时间段内还各有一些物理量的值保持不变．请分别指出第一时间段内和第二时间内所有其他保持不变的物理量，并求出它们的大小．
(2)求被提升重物在第一时间段内和第二时间段内通过的总路程．
动能和动能定理
标
二、动能定理
内容 合外力对物体所做的功等于物体
表达式
W＝ΔEk＝ mv22－ mv12
对定理
的理解 W＞0，物体的动能
W＜0，物体的动能
W＝0，物体的动能不变
适用条件 1.动能定理既适用于直线运动，也适用于
2．既适用于恒力做功，也适用于
3．力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以
动能的
变化
增加
减少
曲线运动
变力做功
不同时作用
【思路点拨】变力做功一般用动能定理计算，应用时弄清整个过程中的动能变化及其他力做的功是关键．
【答案】C
例2 如图所示，A、B两个木块叠放在竖直轻
弹簧上，mA＝mB＝1 kg.弹簧的劲度系数k＝
100 N/m.在A上作用一个竖直向上的力F，使
木块A由静止开始以2 m/s2的加速度竖直向上做匀加速运动．(g取10 m/s2)到A、B刚要分离时，弹簧的弹性势能减小了1.28 J，求此过程中，力F对木块A做的功是多少？
【思路点拨】在A向上做匀加速运动的过程中，力F、A、B之间的压力FN，弹簧弹力F弹都是个变力，只能用动能定理解决求功的问题．
【方法与知识感悟】应用动能定理求变力的功时，应抓住以下几点：
(1)分析物体受力情况，确定哪些力是恒力哪些力是变力．
(2)找出恒力的功及变力的功．
(3)分析物体初末状态，求出动能变化量．
(4)运用动能定理列方程求解．
题型二：动能定理在多过程中的应用
例3 冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目，比赛场地示意图如图所示．比赛时，运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线AB处放手让冰壶以一定的速度滑出，使冰壶的停止位置尽量靠近圆心O.为使冰壶滑行得更远，运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面，使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小．设冰壶与冰面间的动摩擦因数为μ1＝0.008，用毛刷擦冰面后动摩擦因数减小至μ2＝0.004.在某次比赛中，运动员使冰壶C在投掷线中点处以2 m/s的速度沿虚线滑出．为使冰壶C能够沿虚线恰好到达圆心O点，运动员用毛刷擦冰面的长度应为多少？(g取10 m/s2)
【思路点拨】分析冰壶经历了几个运动过程，这些过程中受哪些力，分别做多少功，然后分过程或全过程列动能定理方程即可求解．
【方法与知识感悟】1.应用动能定理解题的步骤
(1)选取研究对象，明确并分析运动过程．
(2)分析受力及各力做功的情况，求出总功；
(3)明确过程始、末状态的动能Ek1及Ek2.
(4)列方程W＝Ek2－Ek1，必要时注意分析题目潜在的条件，列辅助方程进行求解．
2．应用动能定理要注意的几个问题
(1)正确分析物体受力，要考虑物体受到的所有力，包括重力．
(2)要弄清各力做功情况，计算时应把已知功的正、负代入动能定理表达式．
(3)有些力在物体运动全过程中不是始终存在，导致物体的运动包括几个物理过程，物体运动状态、受力情况均发生变化，因而在考虑外力做功时，必须根据不同情况分别对待．
(4)单个物体受地面滑动摩擦力做的负功的多少等于摩擦力与物体相对地面滑动的路程的乘积．
*1.一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用．此后，该质点的动能可能( )
A．一直增大
B．先逐渐减小至零，再逐渐增大
C．先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小
D．先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大
ABD
A
D
4．有两个人要把质量m＝1 000 kg的货物装进离地h＝1 m高的卡车车厢内．他
们找来L＝5 m的斜面，
但没有其它任何工具可用．假设货物在水平地面上和斜面上滑动时所受摩擦力均恒为货物重力的0.12倍，两个人的最大推力各为800 N，且推力方向与速度方向始终相同，并忽略货物上斜面时的能量损失．
(1)通过分析说明俩人能否将货物从斜面底端开始直接推进车厢？
(2)请你帮助他们设计一个可行的方案，并详细证明之．(g取10 m/s2)
【巩固基础】
1．一质点在恒力F作用下从a沿曲线abc运动到c，虚线是曲线在b点的切线，则质点在这一过程中速度大小的变化情况是( )
A．一直增大
B．一直减小
C．先增大后减小
D．先减小后增大
D
2．某同学在篮球场的篮板前做投篮练习，假设在一次投篮中这位同学对篮球做功为W，出手高度为h1，篮筐距地面高度为h2，球的质量为m.不计空气阻力，则篮球进筐时的动能为( )
A．W＋mgh1－mgh2 B．mgh2－mgh1－W
C．mgh1＋mgh2－W D．W＋mgh2－mgh1
A
【解析】设篮球进筐时的动能为Ek，由动能定理得：W－mg(h2－h1)＝Ek－0，故Ek＝W＋mgh1－mgh2，A正确．
*3.如右图所示，质量为
M、长度为L的小车静止
在光滑的水平面上．质
量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端．现用一水平恒力F作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动．物块和小车之间的摩擦力为f，物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为l.在这个过程中，以下结论正确的是( )
A．物块到达小车最右端时具有的动能为(F－f)(L＋l)
B．物块到达小车最右端时，小车具有的动能为fl
C．物块克服摩擦力所做的功为f(L＋l)
D．物块和小车增加的机械能为Fl
ABC
D
*5．用水平力F拉一物体，使物体在水平地面上由静止开始做匀加速直线运动，t1时刻撤去拉力F，物体做匀减速直线运动，到t2时刻停止．其速度—时间图象如图所示，且α＞β，若拉力F做的功为W1，平均功率为P1；物体克服摩擦阻力Ff做的功为W2，平均功率为P2，则下列选项正确的是( )
A．W1＞W2；F＝2Ff
B．W1＝W2；F＞2Ff
C．P1＞P2；F＞2Ff
D．P1＝P2；F＝2Ff
BC
【提升能力】
【解析】由于物体初末速度为零，根据动能定理可知，水平外力F做的功与克服摩擦力做的功相等，选项A错误；由于摩擦力作用时间大于外力F作用时间，故P1＞P2，由于α＞β，则F＞2Ff，故选项B、C正确．
A
7．物体在恒定阻力作用下，以某初速度在水平面上沿直线滑行直到停止．以a、Ek、s和t分别表示物体运动的加速度大小、动能、位移的大小和运动的时间．则以下各图象中，能正确反映这一过程的是( )
C
【解析】物体受到恒定阻力作用，所以加速度是恒定值，而动能的变化是因为受到了恒定阻力做功，所以动能与位移成线性关系也就与时间不成线性关系．
A
ACD
*10.如图所示，在动摩擦因数
为0.2的水平面上有一质量为
3 kg的物体被一个劲度系数
为120 N/m的压缩轻质弹簧突然弹开，物体离开弹簧后在水平面上继续滑行了1.3 m才停下来，下列说法中正确的是(g＝10 m/s2)( )
A．物体开始运动时弹簧的弹性势能为Ep＝7.8 J
B．物体的最大动能大于7.8 J
C．当弹簧恢复原长时物体的速度最大
D．当物体速度最大时弹簧的压缩量为x＝0.05 m
BD
11．质量m＝1 kg的物体，在水
平拉力F(拉力方向与物体初速度
方向相同) 的作用下，沿粗糙水
平面运动，经过位移4 m时，拉
力F停止作用，运动到位移是8 m时物体停止，运动过程中Ek－x的图线如图所示．求：(g取10 m/s2)
(1)物体的初速度多大？
(2)物体和平面间的动摩擦因数为多大？
(3)拉力F的大小．
(1)在提升重物的过程中，除了重物的质量和所受重力保持不变以外，在第一时间段内和第二时间段内还各有一些物理量的值保持不变．请分别指出第一时间段内和第二时间内所有其他保持不变的物理量，并求出它们的大小．
(2)求被提升重物在第一时间段内和第二时间段内通过的总路程．