高中物理必修2粤教《第四章机械能和能源第03节探究外力做功与物体动能变化的关系》课件 一等奖.ppt

高中总复习高中总复习高中总复习高中总复习一轮一轮一轮一轮物理物理物理物理第第2 2课时动能动能定理课时动能动能定理高中总复习高中总复习高中总复习高中总复习一轮一轮一轮一轮物理物理物理物理【备考建议备考建议】1.1.明确动能定义明确动能定义,动能定理的内容动能定理的内容.2.2.能解决动能定理与图像结能解决动能定理与图像结合、多过程运动等实际问题合、多过程运动等实际问题.高中总复习高中总复习高中总复习高中总复习一轮一轮一轮一轮物理物理物理物理考点一动能定理及其应用考点一动能定理及其应用1.1.动能动能(1)(1)定义定义:物体由于物体由于 而具有的能而具有的能.(2)(2)公式公式:E Ek k=.(3)(3)物理意义物理意义:动能是状态量动能是状态量,是是 ,只有正值只有正值,动能与速度方向动能与速度方向 .(4)(4)单位单位:,1 J=1,1 J=1 N Nm m=1 kg=1 kgm m2 2/s/s2 2.运动运动标量标量无关无关焦耳焦耳末动能末动能初动能初动能高中总复习高中总复习高中总复习高中总复习一轮一轮一轮一轮物理物理物理物理2.2.动能定理动能定理(1)(1)内容内容:在一个过程中合力对物体所做的功在一个过程中合力对物体所做的功,等于物体在这个过程中等于物体在这个过程中 .(2)(2)表达式表达式:W=:W=EEk k=.(3)(3)物理意义物理意义:的功是物体动能变化的量度的功是物体动能变化的量度.(4)(4)适用条件适用条件动能定理既适用于直线运动动能定理既适用于直线运动,也适用于也适用于 .既适用于恒力做功既适用于恒力做功,也适用于也适用于 .力可以是各种性质的力力可以是各种性质的力,既可以同时作用既可以同时作用,也可以也可以 .动能的动能的变化变化E Ek2k2-E-Ek1k1合力合力曲线运动曲线运动变力做功变力做功不同时作用不同时作用高中总复习高中总复习高中总复习高中总复习一轮一轮一轮一轮物理物理物理物理(5)(5)应用动能定理的流程应用动能定理的流程高中总复习高中总复习高中总复习高中总复习一轮一轮一轮一轮物理物理物理物理高中总复习高中总复习高中总复习高中总复习一轮一轮一轮一轮物理物理物理物理【典例典例1 1】(20162016全国全国卷卷,20,20)()(多选多选)如图如图,一固定容器的内壁是半径为一固定容器的内壁是半径为R R的半的半球面球面,在半球面水平直径的一端有一质量为在半球面水平直径的一端有一质量为m m的质点的质点P.P.它在容器内壁由静止下滑它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中到最低点的过程中,克服摩擦力做的功为克服摩擦力做的功为W.W.重力加速度大小为重力加速度大小为g.g.设质点设质点P P在最低在最低点时点时,向心加速度的大小为向心加速度的大小为a,a,容器对它的支持力大小为容器对它的支持力大小为N,N,则则()ACAC高中总复习高中总复习高中总复习高中总复习一轮一轮一轮一轮物理物理物理物理思路点拨思路点拨 (1)(1)质点在下滑过程中质点在下滑过程中,受到的重力做正功受到的重力做正功,支持力不做功支持力不做功,摩摩擦力做负功擦力做负功.(2)(2)在最低点时在最低点时,支持力和重力的合力提供向心力支持力和重力的合力提供向心力.高中总复习高中总复习高中总复习高中总复习一轮一轮一轮一轮物理物理物理物理反思总结反思总结 应用动能定理的注意事项应用动能定理的注意事项(1)(1)动能定理往往用于单个物体的运动过程动能定理往往用于单个物体的运动过程,由于不涉及加速度及时间由于不涉及加速度及时间,比动比动力学研究方法要简便力学研究方法要简便.(2)(2)应用动能定理时应用动能定理时,必须明确各力做功的正、负必须明确各力做功的正、负.当一个力做负功时当一个力做负功时,可设物可设物体克服该力做功为体克服该力做功为W,W,将该力做功表达为将该力做功表达为-W,-W,也可以直接用字母也可以直接用字母W W表示该力做功表示该力做功,使其字母本身含有负号使其字母本身含有负号.高中总复习高中总复习高中总复习高中总复习一轮一轮一轮一轮物理物理物理物理【即时训练即时训练1 1】(20182018湖南衡阳模拟湖南衡阳模拟)()(多选多选)如图所示如图所示,长为长为L L的长木板水平的长木板水平放置放置,在木板的在木板的A A端放置一个质量为端放置一个质量为m m的小物块的小物块,现缓慢地抬高现缓慢地抬高A A端端,使木板以左使木板以左端为轴转动端为轴转动,当木板转到与水平面的夹角为当木板转到与水平面的夹角为时小物块开始滑动时小物块开始滑动,此时停止转此时停止转动木板动木板,小物块滑到底端的速度为小物块滑到底端的速度为v,v,则在整个过程中则在整个过程中()A.A.木板对物块做功为木板对物块做功为 mvmv2 2B.B.摩擦力对小物块做功为摩擦力对小物块做功为mgLsinmgLsin C.C.支持力对小物块做功为支持力对小物块做功为0 0D.D.滑动摩擦力对小物块做功为滑动摩擦力对小物块做功为 mvmv2 2-mgLsin-mgLsin ADAD高中总复习高中总复习高中总复习高中总复习一轮一轮一轮一轮物理物理物理物理高中总复习高中总复习高中总复习高中总复习一轮一轮一轮一轮物理物理物理物理考点二动能定理与图像的结合问题考点二动能定理与图像的结合问题分析动能定理与图像结合问题分析动能定理与图像结合问题“三步走三步走”高中总复习高中总复习高中总复习高中总复习一轮一轮一轮一轮物理物理物理物理【典典例例2 2】泥泥石石流流是是在在雨雨季季由由于于暴暴雨雨、洪洪水水将将含含有有沙沙石石且且松松软软的的土土质质山山体体经经饱饱和和稀稀释释后后形形成成的的洪洪流流,它它的的面面积积、体体积积和和流流量量都都较较大大.泥泥石石流流流流动动的的全全过过程程虽虽然然只只有有很很短短时时间间,但但由由于于其其高高速速前前进进,具具有有强强大大的的能能量量,因因而而破破坏坏性性极极大大.某某课课题题小小组组对对泥泥石石流流的的威威力力进进行行了了模模拟拟研研究究,如如图图(甲甲)所所示示,他他们们设设计计了了如如下下的的模模型型:在在水水平平地地面面上上放放置置一一个个质质量量为为m=5 m=5 kgkg的的物物体体,让让其其在在随随位位移移均均匀匀减减小小的的水水平平推推力力作作用用下下运运动动,推推力力F F随随位位移移x x变变化化如如图图(乙乙)所所示示,已已知知物物体体与与地地面面间间的的动动摩摩擦擦因因数数为为=0.6,g=0.6,g取取10 m/s10 m/s2 2.(1)(1)物体在运动过程中的最大加速度为多大物体在运动过程中的最大加速度为多大?(2)(2)在距出发点多远处在距出发点多远处,物体的速度达到最大物体的速度达到最大?(3)(3)物体在水平面上运动的最大位移是多大物体在水平面上运动的最大位移是多大?高中总复习高中总复习高中总复习高中总复习一轮一轮一轮一轮物理物理物理物理审题指导审题指导 题题干关干关键键获获取信息取信息随位移均匀减小的水平推力随位移均匀减小的水平推力分分为为推力大于、等于、小于摩擦力推力大于、等于、小于摩擦力的的过过程程图图(乙乙)中中F F随随x x变变化化由由图图像可求出推力像可求出推力F F的功的功最大加速度最大加速度合力最大合力最大速度达到最大速度达到最大合力合力为为零零时时,即加速度即加速度为为零零时时,才有才有最大速度最大速度最大位移最大位移速度速度为为零零时时,达到最大位移达到最大位移高中总复习高中总复习高中总复习高中总复习一轮一轮一轮一轮物理物理物理物理解析解析:(1)(1)当推力当推力F F最大时最大时,加速度最大加速度最大.由牛顿第二定律有由牛顿第二定律有,F-,F-mgmg=ma,=ma,得得a=10 m/sa=10 m/s2 2.(2)(2)由图像可知由图像可知F F随随x x变化的函数方程为变化的函数方程为F=80-20 x,F=80-20 x,速度最大时速度最大时,合力为零合力为零,即即F=F=mgmg,所以所以x=2.5 m.x=2.5 m.答案答案:(1)10 m/s(1)10 m/s2 2(2)2.5 m(2)2.5 m(3)5.33 m(3)5.33 m高中总复习高中总复习高中总复习高中总复习一轮一轮一轮一轮物理物理物理物理方法技巧方法技巧 四类图像所围四类图像所围“面积面积”的含义的含义(1)v(1)v-t t图图:由公式由公式x=vtx=vt可知可知,v,v-t t图线与横坐标轴围成的面积表示物体的位移图线与横坐标轴围成的面积表示物体的位移.(2)a(2)a-t t图图:由公式由公式v=atv=at可知可知,a,a-t t图线与横坐标轴围成的面积表示物体速度图线与横坐标轴围成的面积表示物体速度的变化量的变化量.(3)F(3)F-l l图图:由公式由公式W=FlW=Fl可知可知,F,F-l l图线与横坐标轴围成的面积表示力所做的功图线与横坐标轴围成的面积表示力所做的功.(4)P(4)P-t t图图:由公式由公式W=PtW=Pt可知可知,P,P-t t图线与横坐标轴围成的面积表示力所做的功图线与横坐标轴围成的面积表示力所做的功.高中总复习高中总复习高中总复习高中总复习一轮一轮一轮一轮物理物理物理物理【即时训练即时训练2 2】一质量为一质量为m m的物体在水平恒力的物体在水平恒力F F的作用下沿水平面运动的作用下沿水平面运动,在在t t0 0时刻时刻撤去力撤去力F,F,其其v v-t t图像如图所示图像如图所示.已知物体与水平面间的动摩擦因数为已知物体与水平面间的动摩擦因数为,则下列则下列关于力关于力F F的大小和力的大小和力F F做功做功W W的大小关系式正确的是的大小关系式正确的是()A.F=A.F=mgmg B.F=2mg B.F=2mgC.W=C.W=mgvmgv0 0t t0 0D.W=D.W=mgvmgv0 0t t0 0D D高中总复习高中总复习高中总复习高中总复习一轮一轮一轮一轮物理物理物理物理高中总复习高中总复习高中总复习高中总复习一轮一轮一轮一轮物理物理物理物理考点三应用动能定理解决多过程问题考点三应用动能定理解决多过程问题利用动能定理求解多过程问题的基本思路利用动能定理求解多过程问题的基本思路(1)(1)弄清物体的运动由哪些过程组成弄清物体的运动由哪些过程组成.(2)(2)分析每个过程中物体的受力情况分析每个过程中物体的受力情况.(3)(3)各个力做功有何特点各个力做功有何特点,对动能的变化有无影响对动能的变化有无影响.(4)(4)从总体上把握全过程从总体上把握全过程,表达出总功表达出总功,找出初、末状态的动能找出初、末状态的动能.(5)(5)对所研究的全过程运用动能定理列方程对所研究的全过程运用动能定理列方程.高中总复习高中总复习高中总复习高中总复习一轮一轮一轮一轮物理物理物理物理【典典例例3 3】如如图图所所示示,从从高高台台边边A A点点以以某某速速度度水水平平飞飞出出的的小小物物块块(可可看看做做质质点点),),恰恰能能从从固固定定在在某某位位置置的的光光滑滑圆圆弧弧轨轨道道CDMCDM的的左左端端C C点点沿沿圆圆弧弧切切线线方方向向进进入入轨轨道道.圆圆弧弧轨轨道道CDMCDM的的半半径径R=0.5 R=0.5 m,Om,O为为圆圆弧弧的的圆圆心心,D,D为为圆圆弧弧最最低低点点,C,M,C,M在在同同一一水水平平高高度度,OC,OC与与水水平平面面夹夹角角为为3737,斜斜面面MNMN与与圆圆弧弧轨轨道道CDMCDM相相切切于于M M点点,MN,MN与与水水平平面面夹夹角角为为5353,斜斜面面MNMN足足够够长长,已已知知小小物物块块的的质质量量m=3 m=3 kg,kg,第第一一次次到到达达D D点点时时对对轨轨道道的的压压力力大大小小为为78 78 N,N,与与斜斜面面MNMN之之间间的的动动摩摩擦擦因因数数=,=,小小球球第第一一次次通通过过C C点点后后立立刻刻装装一一与与C C点点相相切切且且与与斜斜面面MNMN关关于于ODOD对对称称的的固固定定光光滑滑斜斜面面,取取重重力力加加速速度度g g=10=10 m/sm/s2 2,sin,sin 3737=0.6,cos=0.6,cos 3737=0.8,=0.8,不不考考虑虑小小物物块块运运动动过过程中的转动程中的转动,求求:(1)(1)小物块平抛运动到小物块平抛运动到C C点时的速度大小点时的速度大小;(2)A(2)A点到点到C C点的竖直距离点的竖直距离;(3)(3)小物块在斜面小物块在斜面MNMN上滑行的总路程上滑行的总路程.高中总复习高中总复习高中总复习高中总复习一轮一轮一轮一轮物理物理物理物理思路点拨思路点拨 (1)(1)摩擦力做功只与通过的路程有关摩擦力做功只与通过的路程有关.(2)(2)最后物体的运动是在最后物体的运动是在CMCM之间来回滑动之间来回滑动.高中总复习高中总复习高中总复习高中总复习一轮一轮一轮一轮物理物理物理物理答案答案:(1)2(1)2 m/sm/s(2)0.128 m(2)0.128 m(3)1 m(3)1 m高中总复习高中总复习高中总复习高中总复习一轮一轮一轮一轮物理物理物理物理反思总结反思总结 应用动能定理解决多过程问题的技巧应用动能定理解决多过程问题的技巧(1)(1)运用动能定理解决问题时运用动能定理解决问题时,选择合适的研究过程能使问题得以简化选择合适的研究过程能使问题得以简化.当物体当物体的运动过程包含几个运动性质不同的子过程时的运动过程包含几个运动性质不同的子过程时,可以选择一个、几个或全部子可以选择一个、几个或全部子过程作为研究过程过程作为研究过程.(2)(2)当选择全部子过程作为研究过程当选择全部子过程作为研究过程,涉及重力、大小恒定的阻力或摩擦力做涉及重力、大小恒定的阻力或摩擦力做功时功时,要注意运用它们的功能特点要注意运用它们的功能特点:重力的功取决于物体的初、末位置重力的功取决于物体的初、末位置,与路与路径无关径无关;大小恒定的阻力或摩擦力的功等于力的大小与路程的乘积大小恒定的阻力或摩擦力的功等于力的大小与路程的乘积.高中总复习高中总复习高中总复习高中总复习一轮一轮一轮一轮物理物理物理物理【例题拓展例题拓展】(1)(1)在典例在典例3 3中中,求物块第一次在求物块第一次在MNMN斜面上滑的最大高度斜面上滑的最大高度.答案答案:(1)0.16 m(1)0.16 m高中总复习高中总复习高中总复习高中总复习一轮一轮一轮一轮物理物理物理物理(2)(2)物块通过物块通过D D点的最小速度是多少点的最小速度是多少?答案答案:(2)2 2)2 m/sm/s高中总复习高中总复习高中总复习高中总复习一轮一轮一轮一轮物理物理物理物理【课时小结课时小结】知能拓展回顾高考模拟增分知能拓展回顾高考模拟增分高中总复习高中总复习高中总复习高中总复习一轮一轮一轮一轮物理物理物理物理1.1.(动能定理与圆周运动结合问题动能定理与圆周运动结合问题)(20162016全国全国卷卷,16,16)小球小球P P和和Q Q用不可伸长用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上的轻绳悬挂在天花板上,P,P球的质量大于球的质量大于Q Q球的质量球的质量,悬挂悬挂P P球的绳比悬挂球的绳比悬挂Q Q球的球的绳短绳短.将两球拉起将两球拉起,使两绳均被水平拉直使两绳均被水平拉直,如图所示如图所示.将两球由静止释放将两球由静止释放.在各自在各自轨迹的最低点轨迹的最低点()A.PA.P球的速度一定大于球的速度一定大于Q Q球的速度球的速度B.PB.P球的动能一定小于球的动能一定小于Q Q球的动能球的动能C.PC.P球所受绳的拉力一定大于球所受绳的拉力一定大于Q Q球所受绳的拉力球所受绳的拉力D.PD.P球的向心加速度一定小于球的向心加速度一定小于Q Q球的向心加速度球的向心加速度C C【高考模拟高考模拟】高中总复习高中总复习高中总复习高中总复习一轮一轮一轮一轮物理物理物理物理高中总复习高中总复习高中总复习高中总复习一轮一轮一轮一轮物理物理物理物理2.2.(动能定理与图像结合问题动能定理与图像结合问题)(20172017江苏卷江苏卷,3,3)一小物块沿斜面向上滑动一小物块沿斜面向上滑动,然然后滑回到原处后滑回到原处.物块初动能为物块初动能为E Ek0k0,与斜面间的动摩擦因数不变与斜面间的动摩擦因数不变,则该过程中则该过程中,物物块的动能块的动能E Ek k与位移与位移x x关系的图线是关系的图线是()C C高中总复习高中总复习高中总复习高中总复习一轮一轮一轮一轮物理物理物理物理解解析析:设设物物块块与与斜斜面面间间的的动动摩摩擦擦因因数数为为,物物块块的的质质量量为为m,m,则则物物块块在在上上滑滑过过程程中中根根据据功功能能关关系系有有-(mgsin-(mgsin+mgcos+mgcos)x=E)x=Ek k-E-Ek0k0,即即E Ek k=E=Ek0k0-(mgsin-(mgsin+mgcos+mgcos)x,)x,物物 块块 沿沿 斜斜 面面 下下 滑滑 的的 过过 程程 中中 有有(mgsin(mgsin-mgcos-mgcos)(x)(x0 0-x)=E-x)=Ek k,由此可以判断由此可以判断C C项正确项正确.高中总复习高中总复习高中总复习高中总复习一轮一轮一轮一轮物理物理物理物理高中总复习高中总复习高中总复习高中总复习一轮一轮一轮一轮物理物理物理物理(1)(1)求求P P第一次运动到第一次运动到B B点时速度的大小点时速度的大小;高中总复习高中总复习高中总复习高中总复习一轮一轮一轮一轮物理物理物理物理(2)(2)求求P P运动到运动到E E点时弹簧的弹性势能点时弹簧的弹性势能;高中总复习高中总复习高中总复习高中总复习一轮一轮一轮一轮物理物理物理物理(3)(3)改变物块改变物块P P的质量的质量,将将P P推至推至E E点点,从静止开始释放从静止开始释放.已知已知P P自圆弧轨道的最高点自圆弧轨道的最高点D D处水平飞出后处水平飞出后,恰好通过恰好通过G G点点.G.G点在点在C C点左下方点左下方,与与C C点水平相距点水平相距 R R、竖直相距、竖直相距R.R.求求P P运动到运动到D D点时速度的大小和改变后点时速度的大小和改变后P P的质量的质量.高中总复习高中总复习高中总复习高中总复习一轮一轮一轮一轮物理物理物理物理高中总复习高中总复习高中总复习高中总复习一轮一轮一轮一轮物理物理物理物理高中总复习高中总复习高中总复习高中总复习一轮一轮一轮一轮物理物理物理物理【拓展增分拓展增分】巧用动能定理求解往复运动问题巧用动能定理求解往复运动问题在某些物体的运动中在某些物体的运动中,其运动的过程具有重复性、往复性其运动的过程具有重复性、往复性,而在这一过程中而在这一过程中,描描述物体的物理量多数是变化的述物体的物理量多数是变化的,而重复的次数又往往是不能确定的或者是无限而重复的次数又往往是不能确定的或者是无限的的,求解这类问题时求解这类问题时,若运用牛顿运动定律即运动学公式将非常繁琐若运用牛顿运动定律即运动学公式将非常繁琐,甚至无法甚至无法解出解出.由于动能定理只关注物体的初末状态而不涉及运动过程的细节由于动能定理只关注物体的初末状态而不涉及运动过程的细节,所以用动所以用动能定理分析这类问题可使解题过程简化能定理分析这类问题可使解题过程简化.高中总复习高中总复习高中总复习高中总复习一轮一轮一轮一轮物理物理物理物理1.1.往复次数可确定的情形往复次数可确定的情形【示例示例1 1】如图所示如图所示,MNP,MNP为竖直面内一固定轨道为竖直面内一固定轨道,其圆弧段其圆弧段MNMN与水平段与水平段NPNP相切相切于于N,PN,P端固定一竖直挡板端固定一竖直挡板.M.M相对于相对于N N的高度为的高度为h,NPh,NP长度为长度为s.s.一物块从一物块从M M端由静止端由静止开始沿轨道下滑开始沿轨道下滑,与挡板只发生一次碰撞与挡板只发生一次碰撞,碰撞后物块速度大小不变碰撞后物块速度大小不变,方向相反方向相反.最后停止在水平轨道上某处最后停止在水平轨道上某处.若在若在MNMN段的摩擦可忽略不计段的摩擦可忽略不计,物块与物块与NPNP段轨道间段轨道间的动摩擦因数为的动摩擦因数为,求物块停止的地方距求物块停止的地方距N N点的距离的可能值点的距离的可能值.高中总复习高中总复习高中总复习高中总复习一轮一轮一轮一轮物理物理物理物理高中总复习高中总复习高中总复习高中总复习一轮一轮一轮一轮物理物理物理物理2.2.往复次数不能确定的情形往复次数不能确定的情形【示例示例2 2】如图所示如图所示,斜面的倾角为斜面的倾角为、质量为、质量为m m的滑块距挡板的滑块距挡板P P的距离为的距离为s s0 0,滑块以初速度滑块以初速度v v0 0沿斜面上滑沿斜面上滑,滑块与斜面间的动摩擦因数为滑块与斜面间的动摩擦因数为,滑块所受摩擦滑块所受摩擦力小于重力沿斜面向下的分力力小于重力沿斜面向下的分力.若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失,求求滑块经过的总路程滑块经过的总路程.高中总复习高中总复习高中总复习高中总复习一轮一轮一轮一轮物理物理物理物理答案答案:见解析见解析高中总复习高中总复习高中总复习高中总复习一轮一轮一轮一轮物理物理物理物理点击进入点击进入 课时巩固训课时巩固训练练