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1、第二节动能动能定理第二节动能动能定理2021/8/11 星期三1 课堂互动讲练课堂互动讲练经典题型探究经典题型探究知能优化演练知能优化演练第第二二节节动动能能动动能能定定理理基础知识梳理基础知识梳理2021/8/11 星期三2基础知识梳理基础知识梳理运运动动标标焦耳焦耳2021/8/11 星期三3二、二、动动能定理能定理1内容：力在某个内容：力在某个过过程中程中对对物体所做的功，等于物体所做的功，等于物体在物体在这这个个过过程中程中动动能的能的_2表达式：表达式：WEk2Ek1_.3物理意物理意义义：动动能定理指出了外力能定理指出了外力对对物体所做的物体所做的总总功与物体功与物体_之之间间的关
2、系，即合力的功是的关系，即合力的功是物体物体_的量度的量度特特别别提示：提示：动动能具有相能具有相对对性，其数性，其数值值与参考系的与参考系的选选取有关，一般取地面取有关，一般取地面为为参考系参考系变变化化动动能能变变化化动动能能变变化化2021/8/11 星期三4课堂互动讲练课堂互动讲练一、一、对动对动能定理的理解能定理的理解1动动能定理公式中等号的意能定理公式中等号的意义义等号表明合力做功与物体等号表明合力做功与物体动动能的能的变变化化间间的三个关的三个关系：系：(1)数量关系：即合外力所做的功与物体数量关系：即合外力所做的功与物体动动能的能的变变化具有等量代化具有等量代换换关系可以通关系
3、可以通过计过计算物体算物体动动能的能的变变化，求合力的功，化，求合力的功，进进而求得某一力的功而求得某一力的功(2)单单位相同，国位相同，国际单际单位都是焦耳位都是焦耳(3)因果关系：合外力的功是引起物体因果关系：合外力的功是引起物体动动能能变变化的化的原因原因2021/8/11 星期三52动动能定理中涉及的物理量有能定理中涉及的物理量有F、l、m、v、W、Ek等，在等，在处处理含有上述物理量的力学理含有上述物理量的力学问题时问题时，可，可以考以考虑虑使用使用动动能定理由于只需要从力在整个位能定理由于只需要从力在整个位移内做的功和移内做的功和这这段位移始末两状段位移始末两状态动态动能能变变化去
4、考化去考虑虑，无需注意其中运，无需注意其中运动动状状态变态变化的化的细节细节，同，同时动时动能和功都是能和功都是标标量，无方向性，所以无量，无方向性，所以无论论是直是直线线运运动还动还是曲是曲线线运运动动，计计算都会特算都会特别别方便方便3高中高中阶阶段段动动能定理中的位移和速度能定理中的位移和速度应应以地面或以地面或相相对对地面静止的物体地面静止的物体为为参考系参考系2021/8/11 星期三64适用范适用范围围：直：直线线运运动动、曲、曲线线运运动动、恒力做功、恒力做功、变变力做功、各个力同力做功、各个力同时时做功、分段做功均可用做功、分段做功均可用动动能定理能定理特特别别提醒：提醒：动动
5、能定理能定理说说明外力明外力对对物体所做的物体所做的总总功功和和动动能能变变化化间间的一种因果关系和数量关系，不可的一种因果关系和数量关系，不可理解理解为为功功转变转变成了物体的成了物体的动动能能2021/8/11 星期三7即即时应时应用用 (即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)1.(2010年高考年高考课标课标全国卷全国卷)如如图图521所示，在所示，在外力作用下某外力作用下某质质点运点运动动的的vt图图象象为为正弦曲正弦曲线线从从图图中可以判断中可以判断()图图5212021/8/11 星期三8A在在0t1时间时间内，外力做正功内，外力做正功B在在0t1时间时间内，外力的功率逐内，外力的
6、功率逐渐渐增大增大C在在t2时时刻，外力的功率最大刻，外力的功率最大D在在t1t3时间时间内，外力做的内，外力做的总总功功为为零零解析：解析：选选AD.由由动动能定理可知，在能定理可知，在0t1时间时间内内质质点点速度越来越大，速度越来越大，动动能越来越大，外力一定做正功，能越来越大，外力一定做正功，故故A项项正确；在正确；在t1t3时间时间内，内，动动能能变变化量化量为为零，可零，可以判定外力做的以判定外力做的总总功功为为零，故零，故D项项正确；由正确；由PFv知知0、t1、t2、t3四个四个时时刻功率刻功率为为零，故零，故B、C都都错错2021/8/11 星期三9二、二、动动能定理的能定理
7、的应应用用1运用运用动动能定理能定理须须注意的注意的问题问题(1)应应用用动动能定理解能定理解题时题时，在分析，在分析过过程的基程的基础础上无上无需深究物体运需深究物体运动过动过程中状程中状态变态变化的化的细节细节，只需考，只需考虑虑整个整个过过程的功及程的功及过过程始末的程始末的动动能能(2)若若过过程包含了几个运程包含了几个运动动性性质质不同的分不同的分过过程，既程，既可分段考可分段考虑虑，也可整个，也可整个过过程考程考虑虑但求功但求功时时，有，有些力不是全些力不是全过过程都作用的，必程都作用的，必须须根据不同的情况根据不同的情况分分别对别对待求出待求出总总功，功，计计算算时时要把各力的功
8、要把各力的功连连同符同符号号(正正负负)一同代入公式一同代入公式2021/8/11 星期三102解解题题步步骤骤(1)选选取研究取研究对对象，明确它的运象，明确它的运动过动过程程(2)分析研究分析研究对对象的受力情况和各个力的做功情况，象的受力情况和各个力的做功情况，然后求各个外力做功的代数和然后求各个外力做功的代数和(3)明确物体在明确物体在过过程始末状程始末状态态的的动动能能Ek1和和Ek2.(4)列出列出动动能定理的方程能定理的方程W合合Ek2Ek1及其他必要及其他必要的解的解题题方程，方程，进进行求解行求解2021/8/11 星期三11特特别别提醒：提醒：(1)在研究某一物体受到力的持
9、在研究某一物体受到力的持续续作用作用而而发发生状生状态态改改变时变时，如涉及位移和速度而不涉及，如涉及位移和速度而不涉及时间时应时间时应首先考首先考虑应虑应用用动动能定理，而后考能定理，而后考虑虑牛牛顿顿定律、运定律、运动动学公式，如涉及加速度学公式，如涉及加速度时时，先考，先考虑虑牛牛顿顿第二定律第二定律(2)用用动动能定理解能定理解题题，关，关键键是是对对研究研究对对象象进进行准确行准确的受力分析及运的受力分析及运动过动过程分析，并画出物体运程分析，并画出物体运动过动过程的草程的草图图，让让草草图图帮助我帮助我们们理解物理理解物理过过程和各量程和各量关系，有些力在物体运关系，有些力在物体运
10、动动全全过过程中不是始程中不是始终终存在存在的，在的，在计计算外力做功算外力做功时时更更应应引起注意引起注意2021/8/11 星期三12即即时应时应用用 (即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)2如如图图522所示，一所示，一质质量量为为2 kg的的铅铅球从离球从离地面地面2 m高高处处自由下落，陷入沙坑自由下落，陷入沙坑2 cm深深处处，求，求沙子沙子对铅对铅球平均阻力的大小球平均阻力的大小(g取取10 m/s2)图图5222021/8/11 星期三132021/8/11 星期三14答案：答案：2020 N2021/8/11 星期三15经典题型探究经典题型探究应用动能定理求变力的功应用动能
11、定理求变力的功例例例例1 1 (2011年年泰泰州州第第一一次次联联考考)如如图图523所所示示，半半径径为为R的的金金属属环环竖竖直直放放置置，环环上上套套有有一一质质量量为为m的的小小球球，小小球球开开始始时时静静止止于于最最低低点点现现给给小小球球一一冲冲击击，使它以初速度，使它以初速度v0沿沿环环上滑，已知上滑，已知v0 .求：求：图图5232021/8/11 星期三16(1)若金属若金属环环光滑，小球运光滑，小球运动动到到环环的最高点的最高点时时，环环对对小球作用力的大小和方向小球作用力的大小和方向(2)若金属若金属环环粗糙，小球运粗糙，小球运动动到到环环的最高点与的最高点与环环恰恰
12、无作用力，小球从最低点运无作用力，小球从最低点运动动到最高点的到最高点的过过程中程中克服摩擦力所做的功克服摩擦力所做的功【思路点思路点拨拨】解解题题的关的关键键是抓住小球到最高点是抓住小球到最高点恰无作用力，此恰无作用力，此时时重力作重力作为为向心力，在向心力，在应应用用动动能能表达式表达式时时，搞清初、末状，搞清初、末状态态2021/8/11 星期三172021/8/11 星期三182021/8/11 星期三19【方法技巧方法技巧】用用动动能定理求能定理求变变力的力的功，是非常方便的，但是必功，是非常方便的，但是必须须已知物已知物体始末两个状体始末两个状态态的速度，以及在中的速度，以及在中间
13、间过过程中其他力程中其他力对对物体做的功物体做的功2021/8/11 星期三20变变式式训练训练1(2011年湖北黄年湖北黄冈冈模模拟拟)如如图图524所示，一个所示，一个质质量量为为m的的圆环圆环套在一根固定的套在一根固定的水平直杆上，水平直杆上，环环与杆的与杆的动动摩擦因数摩擦因数为为，现给现给环环一个向右的初速度一个向右的初速度v0，如果在运，如果在运动过动过程中程中还还受到一个方向始受到一个方向始终竖终竖直向上的力直向上的力F的作用，已的作用，已知力知力F的大小的大小为为Fkv(k为为常数，常数，v为环为环的运的运动动速度速度)，则环则环在整个运在整个运动过动过程中克服摩擦力所程中克服
14、摩擦力所做的功做的功(假假设设杆足杆足够长够长)可能可能为为()2021/8/11 星期三21图图524答案：答案：ABD2021/8/11 星期三22应用动能定律求解多过程问题应用动能定律求解多过程问题例例例例2 22021/8/11 星期三232021/8/11 星期三24(1)小球通小球通过过粗糙管道粗糙管道过过程中克服摩擦阻力做的功；程中克服摩擦阻力做的功；(2)小球通小球通过过“9”管道的最高点管道的最高点N时对轨时对轨道的作用力；道的作用力；(3)小球从小球从C点离开点离开“9”管道之后做平抛运管道之后做平抛运动动的水平位的水平位移移图图5252021/8/11 星期三252021
15、/8/11 星期三262021/8/11 星期三272021/8/11 星期三28【答案答案】(1)2 J(2)35 N，方向，方向竖竖直向上直向上(3)2.77 m【方法方法总结总结】解决多解决多过过程程问题时问题时，要特，要特别别注注意分析各个力做功的特点，例如：重力做功与意分析各个力做功的特点，例如：重力做功与实际实际路径无关，只与始末位置高度差有关；滑路径无关，只与始末位置高度差有关；滑动动摩擦力做功与路程有关摩擦力做功与路程有关2021/8/11 星期三29变变式式训练训练2如如图图526所示，所示，ABCD是一个盆是一个盆式容器，盆内式容器，盆内侧侧壁与盆底壁与盆底BC的的连连接接
16、处处都是一段与都是一段与BC相切的相切的圆圆弧，弧，BC为为水平的，其距离水平的，其距离d0.50 m盆盆边缘边缘的高度的高度为为h0.30 m在在A处处放一个放一个质质量量为为m的小物的小物块块并并让让其从静止出其从静止出发发下滑已知盆内下滑已知盆内侧侧壁是光滑的，而盆底壁是光滑的，而盆底BC面与小物面与小物块间块间的的动动摩擦摩擦因数因数为为0.10.小物小物块块在盆内来回滑在盆内来回滑动动，最后停下，最后停下来，来，则则停下的位置到停下的位置到B的距离的距离为为()图图5262021/8/11 星期三30A0.50 m B0.25 mC0.10 m D02021/8/11 星期三31 (
17、满满分分样样板板16分分)(2011年浙江金年浙江金华华模模拟拟)如如图图527甲所示，一条甲所示，一条轻质弹轻质弹簧左端固定在簧左端固定在竖竖直直墙墙面上，右端放一个可面上，右端放一个可视为质视为质点的小物点的小物块块，小物，小物块块的的质质量量为为m1.0 kg，当，当弹弹簧簧处处于原于原长时长时，小物，小物块块静止于静止于O点，点，现对现对小物小物块块施加一个外力施加一个外力F，使它，使它缓缓慢移慢移动动，将，将弹弹簧簧压缩压缩至至A点，点，压缩压缩量量为为x0.1 m，在，在这这一一过过程中，所用外力程中，所用外力F与与压缩压缩量的关系如量的关系如图图乙所示然后撤去乙所示然后撤去F释释
18、放小物放小物块块，让让小物小物块块沿沿桌面运桌面运动动，已知，已知O点至桌点至桌边边B点的距离点的距离为为L2x，水平桌面的高水平桌面的高为为h5.0 m，计计算算时时可可认为认为滑滑动动摩摩擦力近似等于最大静摩擦力求擦力近似等于最大静摩擦力求(g取取10 m/s2)：动能定理与图象结合的问题动能定理与图象结合的问题例例例例3 32021/8/11 星期三32甲甲 乙乙图图5272021/8/11 星期三33(1)在在压缩弹压缩弹簧的簧的过过程中，程中，弹弹簧存簧存贮贮的最大的最大弹弹性性势势能；能；(2)小物小物块块到达桌到达桌边边B点点时时速度的大小；速度的大小；(3)小物小物块块落地点与
19、桌落地点与桌边边B点的水平距离点的水平距离x.【思路点思路点拨拨】解答本解答本题时应题时应注意以下三点：注意以下三点：(1)Fx图图象与象与x轴轴所所围围面面积为变积为变力力F做的功；做的功；(2)弹弹簧存簧存贮贮的的弹弹性性势势能能对应弹对应弹簧的簧的弹弹力所做的力所做的负负功的功的值值；(3)Fx图图象中象中x0时对应时对应F的含的含义义2021/8/11 星期三342021/8/11 星期三352021/8/11 星期三36【答案答案】(1)2.3 J(2)2 m/s(3)2 m【方法技巧方法技巧】本本题题以以弹弹簧簧为载为载体，体，结结合合图图象象来来综综合考合考查动查动能、能、动动能定理的内容能定理的内容这这种种综综合合度大，但并不是太复度大，但并不是太复杂杂、难难度并不是太大的度并不是太大的试试题题在高考在高考试试卷中常有出卷中常有出现现，这类题这类题的的综综合信息合信息强强，要求学生的能力也相，要求学生的能力也相对较对较高，使高考命高，使高考命题题与新与新课标课标的要求靠得更的要求靠得更紧紧密一些，是近年高考密一些，是近年高考命命题题的基本的基本趋势趋势2021/8/11 星期三37本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束点此点此进进入入课课件目件目录录按按ESC键键退出全屏播放退出全屏播放谢谢谢谢使用使用2021/8/11 星期三382021/8/11 星期三39