高考物理總復(fù)習(xí) 第六章 第一單元 第2課 動能 動能定理及其應(yīng)用課件

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1、第一單元功和功率、動能定理功和功率、動能定理 第2課動能動能定理及其應(yīng)用動能動能定理及其應(yīng)用 第六章功能關(guān)系和機械能功能關(guān)系和機械能 知能要求與高考展望知能要求與高考展望1. 掌握動能的概念及動能定理的表達式與本質(zhì)含掌握動能的概念及動能定理的表達式與本質(zhì)含義，能夠熟練運用動能定理解決問題義，能夠熟練運用動能定理解決問題2考查題型齊全，是高考命題核心之一考查題型齊全，是高考命題核心之一.課課 前前 自自 修修1動能動能(1)定義：一個物體能夠?qū)ν庾龉?，我們就說這個物定義：一個物體能夠?qū)ν庾龉Γ覀兙驼f這個物體具有能量能量可以有不同的形式，物體由于運動而體具有能量能量可以有不同的形式，物體由于運動

2、而具有的能叫具有的能叫_(2)動能的表達式：動能的表達式：Ek_.(3)動能的單位：動能的國際單位是焦耳動能的單位：動能的國際單位是焦耳(符號：符號：_)動能動能J2動能定理動能定理(1)內(nèi)容：合外力在一個過程中對物體所做的功，等于內(nèi)容：合外力在一個過程中對物體所做的功，等于物體在這個過程中動能的物體在這個過程中動能的_(2)表達式：表達式：對單個物體，動能定理可表述為：合外力做的功等對單個物體，動能定理可表述為：合外力做的功等于物體動能的變化于物體動能的變化(這里的合力指物體受到的所有外力的這里的合力指物體受到的所有外力的合力合力)表達式：表達式：W合合Ek.具體為：具體為：_ .變化量變化

3、量對于多過程、多外力的物體系統(tǒng)，動能定理也對于多過程、多外力的物體系統(tǒng)，動能定理也可以表述為：所有外力對物體做功的可以表述為：所有外力對物體做功的_等于物等于物體系統(tǒng)動能的變化體系統(tǒng)動能的變化表達式：表達式：W1W2_ .代數(shù)和代數(shù)和重重 難難 突突 破破1.動能的理解動能的理解(1)動能是標(biāo)量，動能的取值可以為正值或零，但不動能是標(biāo)量，動能的取值可以為正值或零，但不會為負(fù)值會為負(fù)值. (2)動能是狀態(tài)量，描述的是物體在某一時刻的運動動能是狀態(tài)量，描述的是物體在某一時刻的運動狀態(tài)一定質(zhì)量的物體在運動狀態(tài)狀態(tài)一定質(zhì)量的物體在運動狀態(tài)(瞬時速度瞬時速度)確定時，確定時，Ek有唯一確定的值，速度變化

4、時，動能不一定變化，但動有唯一確定的值，速度變化時，動能不一定變化，但動能變化時，速度一定變化能變化時，速度一定變化(3)動能具有相對性，由于瞬時速度與參考系有關(guān)，動能具有相對性，由于瞬時速度與參考系有關(guān)，所以所以Ek也與參考系有關(guān)，在高中，動能公式中速度都要也與參考系有關(guān)，在高中，動能公式中速度都要以地面作參考系以地面作參考系2動能定理的理解動能定理的理解(1)動能定理是把過程量動能定理是把過程量(做功做功)和狀態(tài)量和狀態(tài)量(動能動能)聯(lián)系聯(lián)系在一起的物理規(guī)律，它表示了過程量等于狀態(tài)量的改變在一起的物理規(guī)律，它表示了過程量等于狀態(tài)量的改變量的關(guān)系量的關(guān)系(2)動能定理的研究對象是單一物體，或

5、者可以看成動能定理的研究對象是單一物體，或者可以看成單一物體的物體系單一物體的物體系(3)作用在物體上的力無論是什么性質(zhì)的力，無論是作用在物體上的力無論是什么性質(zhì)的力，無論是恒力還是變力，無論物體做直線運動還是曲線運動，動恒力還是變力，無論物體做直線運動還是曲線運動，動能定理都適用能定理都適用(4)動能定理表達式是一個標(biāo)量式，不必按運動的分動能定理表達式是一個標(biāo)量式，不必按運動的分解獨立運用動能定理列式，要按整個運動過程處理解獨立運用動能定理列式，要按整個運動過程處理3應(yīng)用動能定理時要注意的幾個問題應(yīng)用動能定理時要注意的幾個問題(1)在分析物體受力時，要考慮物體受到的所有力，在分析物體受力時，

6、要考慮物體受到的所有力，包括重力包括重力(2)動能定理中的位移、速度各物理量都選地面為參動能定理中的位移、速度各物理量都選地面為參考系考系(3)計算時應(yīng)把各已知功的正、負(fù)號代入動能定理表計算時應(yīng)把各已知功的正、負(fù)號代入動能定理表達式，如果有的力是變力，則設(shè)一個功的符號代替進行列達式，如果有的力是變力，則設(shè)一個功的符號代替進行列式，求出其值式，求出其值(正值表示正功，負(fù)值表示負(fù)功正值表示正功，負(fù)值表示負(fù)功)(4)如果研究過程中物體受力情況有變化，要分別如果研究過程中物體受力情況有變化，要分別寫出該力在各個階段做的功，運用所有外力對物體做寫出該力在各個階段做的功，運用所有外力對物體做功的代數(shù)和等于

7、物體系統(tǒng)動能的變化進行列式解答功的代數(shù)和等于物體系統(tǒng)動能的變化進行列式解答(5)恒力作用下的物體運動問題，凡不涉及加速度恒力作用下的物體運動問題，凡不涉及加速度和時間及其運動過程的具體細(xì)節(jié)的，可優(yōu)先運用動能和時間及其運動過程的具體細(xì)節(jié)的，可優(yōu)先運用動能定理求解定理求解題題 型型 探探 究究題型一題型一對動能定理的理解對動能定理的理解【例【例1】 (2012山東東營山東東營)人通過滑輪將質(zhì)量為人通過滑輪將質(zhì)量為m的的物體，沿粗糙的斜面由靜止開始勻加速地由底端拉上斜面，物體，沿粗糙的斜面由靜止開始勻加速地由底端拉上斜面，物體上升的高度為物體上升的高度為h，到達斜面頂端的速度為，到達斜面頂端的速度為

8、v，如圖所示，如圖所示，則在此過程中則在此過程中()A物體所受的合外力做功為物體所受的合外力做功為mghmv2B物體所受的合外力做功為物體所受的合外力做功為mv2C人對物體做的功為人對物體做的功為mghD人對物體做的功大于人對物體做的功大于mgh審題突破：審題突破：本題考查對力做功及動能定理的理解本題考查對力做功及動能定理的理解解析：解析：物體沿斜面做勻加速運動，根據(jù)動能定理有物體沿斜面做勻加速運動，根據(jù)動能定理有W合合WFWfmgh mv2，其中，其中Wf為物體克服摩擦力為物體克服摩擦力做的功人對物體做的功即是人對物體的拉力做的功，做的功人對物體做的功即是人對物體的拉力做的功，所以所以W人人

9、WFWfmgh mv2，A、C錯誤，錯誤，B、D正正確確答案：答案：BD方法點竅方法點竅：對動能定理的理解：對動能定理的理解.1.動能定理公式中等號的意義動能定理公式中等號的意義.等號表明合力做功與物體動能的變化間的三個關(guān)系：等號表明合力做功與物體動能的變化間的三個關(guān)系：( (1) )數(shù)量關(guān)系：即合外力所做的功與物體動能的變化數(shù)量關(guān)系：即合外力所做的功與物體動能的變化具有等量代換關(guān)系具有等量代換關(guān)系.可以通過計算物體動能的變化，求合可以通過計算物體動能的變化，求合力的功，進而求得某一力的功力的功，進而求得某一力的功.( (2) )單位相同：國際單位都是焦耳單位相同：國際單位都是焦耳.( (3)

10、 )因果關(guān)系：合外力的功是引起物體動能變化的原因果關(guān)系：合外力的功是引起物體動能變化的原因因.2.準(zhǔn)確理解動能定理準(zhǔn)確理解動能定理.動能定理動能定理 ( )適用于任何力作用下，以任何形式運動的物體適用于任何力作用下，以任何形式運動的物體( (或系統(tǒng)或系統(tǒng)) )，是一標(biāo)量式，不存在方向問題，它把過程量是一標(biāo)量式，不存在方向問題，它把過程量( (做功做功) )與狀與狀態(tài)量態(tài)量( (動能動能) )聯(lián)系在一起，常用于求變力做功、分析復(fù)雜聯(lián)系在一起，常用于求變力做功、分析復(fù)雜運動過程、判斷能量間的轉(zhuǎn)化關(guān)系等運動過程、判斷能量間的轉(zhuǎn)化關(guān)系等.22K01122tWEmvmv題型二題型二運用動能定理解決多過程

11、問題運用動能定理解決多過程問題【例【例2】 如圖所示的軌道由斜面如圖所示的軌道由斜面AB、水平面、水平面BC、圓弧面圓弧面CD和水平面和水平面DE組成質(zhì)量為組成質(zhì)量為m1 kg的小物塊從的小物塊從高為高為h3 m、傾角為、傾角為37的斜面頂點的斜面頂點A由靜止沿斜面由靜止沿斜面加速滑下，經(jīng)過斜面底端加速滑下，經(jīng)過斜面底端B點的小曲面無機械能損失的點的小曲面無機械能損失的滑上長度滑上長度L4 m的水平面的水平面BC 已知小物塊與所有接觸已知小物塊與所有接觸面的動摩擦因數(shù)均為面的動摩擦因數(shù)均為0.3，圓弧的半徑，圓弧的半徑R0.8 m，g取取10 m/s2，求：，求：(1)小物塊滑到小物塊滑到B點

12、時的速度點時的速度vB是多大？是多大？(sin 370.6，cos 370.8)(2)小物塊是不是沿圓弧面小物塊是不是沿圓弧面CD滑下？如果不是？試計滑下？如果不是？試計算小物塊落至算小物塊落至DE面時與面時與D點的距離點的距離s.審題突破審題突破：這是一道簡單的組合題，與斜面、水平：這是一道簡單的組合題，與斜面、水平面、平拋運動等組成面、平拋運動等組成“一體多段一體多段”的常規(guī)題第的常規(guī)題第(1)問因問因不涉及加速度和時間，運用動能定理解答比采用牛頓第不涉及加速度和時間，運用動能定理解答比采用牛頓第二定律及運動學(xué)解答要快；第二定律及運動學(xué)解答要快；第(2)問開頭也一樣，而到達問開頭也一樣，而

13、到達圓弧則要進行討論，從而確認(rèn)小物塊不是做圓周運動而圓弧則要進行討論，從而確認(rèn)小物塊不是做圓周運動而是做平拋運動是做平拋運動方法點竅方法點竅：應(yīng)用動能定理解題的基本思路：應(yīng)用動能定理解題的基本思路：( (1) )確定確定研究對象和研究過程研究對象和研究過程( (是分段還是全過程是分段還是全過程) ).( (2) )分析研究對分析研究對象受力情況和各個力的做功情況，受哪些力？每個力是象受力情況和各個力的做功情況，受哪些力？每個力是否做功？做正功還是負(fù)功？做多少功？然后求各個力做否做功？做正功還是負(fù)功？做多少功？然后求各個力做功的代數(shù)和功的代數(shù)和.( (3) )明確物體在過程始末狀態(tài)的動能明確物體

14、在過程始末狀態(tài)的動能 和和 .( (4) )按照動能定理按照動能定理 列式求解列式求解.若只求若只求C點的速度，則可以把多個過程看作一點的速度，則可以把多個過程看作一個全過程應(yīng)用動能定理列式求解個全過程應(yīng)用動能定理列式求解.212tmv2012mv221201122tWWmvmv題型三題型三用動能定理求變力做的功用動能定理求變力做的功【例【例3】 如圖所示為高山滑雪飛如圖所示為高山滑雪飛行距離比誰最遠的比賽，質(zhì)量行距離比誰最遠的比賽，質(zhì)量m60 kg的高山滑雪運動員，從的高山滑雪運動員，從A點由靜止開始點由靜止開始沿雪道滑下，從沿雪道滑下，從B點水平飛出后又落在點水平飛出后又落在與水平面成傾角

15、與水平面成傾角37的斜坡上的的斜坡上的C點已知點已知AB兩點間的高度差為兩點間的高度差為h25 m，B、C兩點間的距離為兩點間的距離為s75 m(g取取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)，求：求：(1)運動員從運動員從B點飛出時的速度點飛出時的速度vB的大小的大小(2)運動員從運動員從A到到B過程中克服摩擦力所做的功過程中克服摩擦力所做的功審題突破審題突破：第：第(1)問通過平拋運動的知識解決，要注問通過平拋運動的知識解決，要注意利用斜面作圖確立兩個分運動的位移，再利用平拋運意利用斜面作圖確立兩個分運動的位移，再利用平拋運動的知識列兩個關(guān)系式，解方程組計算平拋的初速度；動

16、的知識列兩個關(guān)系式，解方程組計算平拋的初速度；第第(2)問中，因摩擦力時刻與接觸面相切，摩擦力做功與問中，因摩擦力時刻與接觸面相切，摩擦力做功與路程有關(guān)，且因方向不斷改變，故摩擦力是個變力，不路程有關(guān)，且因方向不斷改變，故摩擦力是個變力，不能用能用WFs計算，而要借助動能定理計算計算，而要借助動能定理計算解析：解析：(1)設(shè)由設(shè)由B到到C平拋運動的時間為平拋運動的時間為t.運動員在斜運動員在斜面上平拋的情景如下圖所示：面上平拋的情景如下圖所示：在豎直方向上，有：在豎直方向上，有：ssin 37 gt2.在水平方向上，有：在水平方向上，有：scos 37vBt.2/得：得： vB 20 m/s.

17、(2)運動員從運動員從A到到B的過程中，設(shè)摩擦阻力做功為的過程中，設(shè)摩擦阻力做功為Wf，由動能定理，有：由動能定理，有：mghABWf mvB20.代入數(shù)據(jù)解得：代入數(shù)據(jù)解得：Wf 3 000 J.所以運動員克服摩擦力所做的功為所以運動員克服摩擦力所做的功為3 000 J.答案：答案：(1)20 m/s(2)3 000 J方法點竅方法點竅：先把變力做功設(shè)個符號：先把變力做功設(shè)個符號Wf，再求這個，再求這個功與其他恒力做功的代數(shù)和等于末動能減去初動能，功與其他恒力做功的代數(shù)和等于末動能減去初動能，解方程就能求得這個變力做的功解方程就能求得這個變力做的功.阻力做功是負(fù)功，阻力做功是負(fù)功，列式不加負(fù)

18、號，結(jié)果得到負(fù)值；列式先加負(fù)號，結(jié)果列式不加負(fù)號，結(jié)果得到負(fù)值；列式先加負(fù)號，結(jié)果得到正值，是克服阻力做的功得到正值，是克服阻力做的功.隨隨 堂堂 訓(xùn)訓(xùn) 練練1如圖所示，一質(zhì)量為如圖所示，一質(zhì)量為m的小球用長的小球用長為為L的輕繩懸掛于的輕繩懸掛于O點，小球在水平力點，小球在水平力F作作用下，從平衡位置用下，從平衡位置P點很緩慢地移到點很緩慢地移到Q點則點則F做的功為做的功為()AmgLcos BmgL(1cos )CFLcos DFLsin 錯解：錯解：錯選錯選D，認(rèn)為在力，認(rèn)為在力F的方向上小球運動的位移的方向上小球運動的位移為為Lsin ，所以，所以F做的功為做的功為FLsin .要注意

19、分析發(fā)現(xiàn)要注意分析發(fā)現(xiàn)F是變是變力，須由動能定理求它的功力，須由動能定理求它的功答案：答案：B2如圖，木板長為如圖，木板長為L，板的，板的A端放一質(zhì)量為端放一質(zhì)量為m的小物的小物塊，物塊與板間的動摩擦因數(shù)為塊，物塊與板間的動摩擦因數(shù)為.開始時板水平，在繞開始時板水平，在繞O點逆時針緩慢轉(zhuǎn)過角度點逆時針緩慢轉(zhuǎn)過角度的過程中，的過程中， 小物塊相對木板沒有小物塊相對木板沒有滑動，下列說法中正確的是滑動，下列說法中正確的是()A靜摩擦力對小物塊沒有做功靜摩擦力對小物塊沒有做功 B支持力對小物塊做的功為支持力對小物塊做的功為mgcos Lsin C合外力對小物塊做的功為合外力對小物塊做的功為mgLsi

20、n D支持力對小物塊做的功為支持力對小物塊做的功為mgLsin ,錯解：錯解：錯選錯選B，認(rèn)為支持力等于，認(rèn)為支持力等于mgcos ，再乘位移，再乘位移Lsin .錯選錯選C，沒有考慮重力做功也包含其中，也不能很，沒有考慮重力做功也包含其中，也不能很好抓住動能定理進行理解好抓住動能定理進行理解解析解析：其實，由于板緩慢轉(zhuǎn)動，故小物塊動能變化其實，由于板緩慢轉(zhuǎn)動，故小物塊動能變化為零，為零， 合外力做功為零，由此可知木板做的功等于小物合外力做功為零，由此可知木板做的功等于小物塊克服重力做的功而靜摩擦力保持與運動方向垂直，塊克服重力做的功而靜摩擦力保持與運動方向垂直，不做功；支持力卻因傾角的變化而變化，是變力，它做不做功；支持力卻因傾角的變化而變化，是變力，它做的功又剛好等于木板對小物塊做的功的功又剛好等于木板對小物塊做的功. 答案：答案：AD