1、高一物理备课组高一物理备课组专题强化利用动能定理分析变力 做功和多过程问题学习目标学习目标1.进一步理解动能定理，领会应用动能定理解题的优越性.2.会利用动能定理分析变力做功、曲线运动以及多过程问题.课堂探究011.动能定理不仅适用于求恒力做的功，也适用于求变力做的功，同时因为不涉及变力作用的过程分析，应用非常方便.2.利用动能定理求变力的功是最常用的方法，当物体受到一个变力和几个恒力作用时，可以用动能定理间接求变力做的功，即W变W其他Ek.利用动能定理求变力做功一例1如图1所示，质量为m的小球由静止自由下落d后，沿竖直面内的固定轨道ABC运动，AB是半径为d的光滑圆弧轨道，BC是直径为d的粗
2、糙半圆弧轨道(B是轨道的最低点).小球恰能通过圆弧轨道的最高点C.重力加速度为g，求：图图1(1)小球运动到B处时对轨道的压力大小(可认为此时小球处在轨道AB上)；答案5mg解析小球由静止运动到B点的过程，得：FN5mg根据牛顿第三定律：小球在B处对轨道的压力大小FNFN5mg；(2)小球在BC运动过程中，摩擦力对小球做的功.小球从B运动到C的过程：第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)针对训练1 如图2所示，有一半径为r0.
3、5 m的粗糙半圆轨道，A与圆心O等高，有一质量为m0.2 kg的物块(可视为质点)，从A点静止滑下，滑至最低点B时的速度为v1 m/s，取g10 m/s2，下列说法正确的是A.物块过B点时，对轨道的压力大小是0.4 NB.物块过B点时，对轨道的压力大小是2.0 NC.A到B的过程中，克服摩擦力做的功为0.9 JD.A到B的过程中，克服摩擦力做的功为0.1 J图图2第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)第八章 利用动能定理分析变
4、力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)利用动能定理分析多过程问题二一个物体的运动如果包含多个运动阶段，可以选择分段或全程应用动能定理.(1)分段应用动能定理时，将复杂的过程分割成一个个子过程，对每个子过程的做功情况和初、末动能进行分析，然后针对每个子过程应用动能定理列式，然后联立求解.(2)全程应用动能定理时，分析整个过程中出现过的各力的做功情况，分析每个力做的功，确定整个过程中合外力做的总功，然后确定整个过程的初、末动能，针对整个过程利用动能定理列式
5、求解.当题目不涉及中间量时，选择全程应用动能定理更简单，更方便.注意：当物体运动过程中涉及多个力做功时，各力对应的位移可能不相同，计算各力做功时，应注意各力对应的位移.计算总功时，应计算整个过程中出现过的各力做功的代数和.第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)例2如图3所示，右端连有一个光滑弧形槽的水平桌面AB长L1.5 m，一个质量为m0.5 kg的木块在F1.5 N的水平拉力作用下，从桌面上的A端由静止开始向右运动，木块到
6、达B端时撤去拉力F，木块与水平桌面间的动摩擦因数0.2，取g10 m/s2.求：(1)木块沿弧形槽上升的最大高度(木块未离开弧形槽)；答案0.15 m图图3解析设木块沿弧形槽上升的最大高度为h，木块在最高点时的速度为零.从木块开始运动到沿弧形槽上升到最大高度处，由动能定理得：FLFfLmgh0其中FfFNmg0.20.510 N1.0 N第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)(2)木块沿弧形槽滑回B端后，在水平桌面上滑行的最大
7、距离.答案0.75 m解析设木块离开B点后，在水平桌面上滑行的最大距离为x，由动能定理得：mghFfx0第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)针对训练2 图4中ABCD是一条长轨道，其中AB段是倾角为的斜面，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A点从静止释放，沿轨道滑下，最后停在D点，A点和D点的位置如图4所示，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
8、，设滑块与轨道间的动摩擦因数为，重力加速度为g，则推力对滑块做的功等于图图4第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)动能定理在平抛、圆周运动中的应用三动能定理常与平抛运动、圆周运动相结合，解决这类问题要特别注意：(1)与平抛
9、运动相结合时，要注意应用运动的合成与分解的方法，如分解位移或分解速度求平抛运动的有关物理量.(2)与竖直平面内的圆周运动相结合时，应特别注意隐藏的临界条件：可提供支撑效果的竖直平面内的圆周运动，物体能通过最高点的临界条件为vmin0.不可提供支撑效果的竖直平面内的圆周运动，物体能通过最高点的临界条件为vmin .第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)例3如图5所示，一可以看成质点的质量m2 kg的小球以初速度v0沿光滑的水平桌
10、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53，轨道半径R0.5 m.已知sin 530.8，cos 530.6，不计空气阻力，g取10 m/s2.(1)求小球的初速度v0的大小；答案3 m/s图图5解析在A点由平抛运动规律得：小球由桌面到A点的过程中，由动能定理得联立得：v03 m/s；第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)(2)若小
11、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.答案4 J代入数据解得Wf4 J.第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)动能定理在多过程往复运动中的应用四例某游乐场的滑梯可以简化为如图6所示竖直面内的ABCD轨道，AB为长L6 m、倾角37的斜轨道，BC为水平轨道，CD为半径R15 m、圆心角37的圆弧轨道，轨道AB段粗糙，其余各段均光滑.一小孩(可视为质点)从A点以初速度v02 m/s下滑，沿轨道运动到D点时的速度恰
12、好为零(不计经过B点时的能量损失).已知该小孩的质量m30 kg，sin 370.6，cos 370.8，取g10 m/s2，不计空气阻力，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：图图6(1)该小孩第一次经过圆弧轨道C点时，对圆弧轨道的压力；答案420 N，方向向下第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)解析由C到D速度减为0，由动能定理可得根据牛顿第三定律，小孩第一次经过圆弧轨道C点时，对圆弧轨道的压力为420 N，方向向下第八章
13、利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)(2)该小孩与AB段间的动摩擦因数；答案0.25解析小孩从A运动到D的过程中，由动能定理得：可得：0.25第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)(3)该小孩在轨道AB上运动的总路程s.答案21 m解析在AB斜轨道上，mgcos m
14、gsin，小孩不能静止在斜轨道上，则小孩从A点以初速度v0滑下，最后静止在BC轨道B处，由动能定理：第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)归纳总结1.在有摩擦力做功的往复运动过程中，注意两种力做功的区别：(1)重力做功只与初、末位置有关，而与路径无关；(2)滑动摩擦力(或全部阻力)做功与路径有关，克服摩擦力(或全部阻力)做的功WFfs(s为路程).2.由于动能定理解题的优越性，求多过程往复运动问题中的路程，一般应用动能定理.第
15、八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)当堂达标02第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)1.(用动能定理求变力做功)如图7所示为一水平的转台，半径为R，一质量为m的滑块放在转台的边缘，已知滑块与转台间的动摩擦因数为，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.
16、若转台的转速由零逐渐增大，当滑块在转台上刚好发生相对滑动时，转台对滑块所做的功为A.mgR B.2mgRC.2mgR D.01234图图7第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)2.(利用动能定理分析多过程问题)(2018鹤壁市高一下学期期末)如图8所示，AB为四分之一圆弧轨道，BC为水平直轨道，圆弧的半径为R，BC的长度也是R.一质量为m的物体，与两个轨道间的动摩擦因数都为，它由轨道顶端A从静止开始下滑，恰好运动到C处停止，不
17、计空气阻力，重力加速度为g，那么物体在AB段克服摩擦力所做的功为1234图图8解析设物体在AB段克服摩擦力所做的功为WAB，对物体从A到C的全过程，由动能定理得mgRWABmgR0，故WABmgRmgR(1)mgR.第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)3.(动能定理在平抛、圆周运动中的应用)(2019温州新力量联盟高一下学期期中)如图9所示，一长L0.45 m、不可伸长的轻绳上端悬挂于M点，下端系一质量m1.0 kg的小球，
18、CDE是一竖直固定的圆弧形轨道，半径R0.50 m，OC与竖直方向的夹角60，现将小球拉到A点(保持绳绷直且水平)由静止释放，当它经过B点时绳恰好被拉断，小球平抛后，从圆弧轨道的C点沿切线方向进入轨道，刚好能到达圆弧轨道的最高点E，重力加速度g取10 m/s2，求：(1)小球到B点时的速度大小；1234图图9答案3 m/s解析小球从A到B的过程，由动能定理得第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)(2)轻绳所受的最大拉力大小；1
19、234答案30 N第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)(3)小球在圆弧轨道上运动时克服阻力做的功.1234答案8 J解析小球从B到C做平抛运动，从C点沿切线进入圆弧轨道，由平抛运动规律可得第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)4.(利用动能定理分析多过程往复
20、运动问题)(2018云南师大附中期末)如图10所示，ABCD为一竖直平面内的轨道，其中BC水平，A点比BC高出10 m，BC长1 m，AB和CD轨道光滑.一质量为1 kg的物体，从A点以4 m/s的速度沿轨道开始运动，经过BC后滑到高出C点10.3 m的D点时速度为0.求：(g取10 m/s2)(1)物体与BC轨道间的动摩擦因数；1234图图10答案0.5解析由A到D，由动能定理得解得0.5第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张
21、)(2)物体第5次经过B点时的速度大小(结果可用根式表示)；1234第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)(3)物体最后停止的位置(距B点多少米).1234答案距B点0.4 m解析分析整个过程，由动能定理得解得s21.6 m所以物体在轨道上来回运动了10次后，还有1.6 m，故最后停止的位置与B点的距离为2 m1.6 m0.4 m.第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)第八章 利用动能定理分析变力做功和多过程问题【新教材】人教版高中物理必修第二册PPT优质课件(共31张)
