2018_2019学年高考物理主题二机械能及其守恒定律2.3动能定理及应用课件粤教版.pptx

2.3 动能定理及应用,观图助学,如图所示，滑雪运动员从山坡上加速滑下，运动员的动能怎样变化？有哪些力对运动员做了功？这些力对运动员做的功与运动员的动能的变化有什么关系？,动能定理 1.推导：合力对物体所做功与动能变化的关系。 如图所示，质量为m的物体，在一恒定拉力F作用下，以初速度v1开始沿水平面运动，经位移s后速度增加到v2，已知物体与水平面的摩擦力恒为f。,(1)外力做的总功：W_。 (2)由牛顿第二定律得：Ff_。,(Ff)s,ma,2.内容：合力对物体所做的功等于_。 3.表达式：W_。 4.适用范围：既适用于恒力做功，也适用于_。 既适用于直线运动，也适用于_。,物体动能的变化,Ek2Ek1,变力做功,曲线运动,理解概念,判断下列说法是否正确。 (1)合外力为零，物体的动能一定不会变化。( ) (2)合外力不为零，物体的动能一定会变化。( ) (3)物体动能增加，则它的合外力一定做正功。( ) (4)合外力对物体做负功，物体的动能可能不变。( ),动能定理的理解,观察探究,歼15战机是我国自主研发的第一款舰载战斗机，如图1所示。 (1)歼15战机起飞时，合力对战机做什么功？战机动能怎么变化？ (2)歼15战机着舰时，战机动能怎么变化？合力对战机做什么功？增加阻拦索的原因是什么？,图1,答案 (1)合力做正功。动能变大。 (2)动能减小。合力做负功。对战机做负功更多，让战机尽快停下来。,探究归纳 1.对动能定理的理解,(2)W表示这个过程中合力做的功，它等于各力做功的代数和。 2.物理意义：动能定理指出了合力对物体所做的总功与物体动能变化之间的关系，即： 若合力做正功，物体的动能增加，若合力做负功，物体的动能减小，做了多少功，动能就变化多少。 3.实质：动能定理从能量变化的角度反映了力改变运动的状态时，在空间上的累积效果。,试题案例 例1 下列关于运动物体的合外力做功和动能、速度变化的关系，正确的是( ) A.物体做变速运动，合外力一定不为零，动能一定变化 B.若合外力对物体做功为零，则合外力一定为零 C.物体的合外力做功，它的速度大小一定发生变化 D.物体的动能不变，所受的合外力必定为零 解析 力是改变物体速度的原因，物体做变速运动时，合外力一定不为零，但合外力不为零时，做功可能为零，动能可能不变，A、B错误；物体的合外力做功，它的动能一定变化，速度大小也一定变化，C正确；物体的动能不变，所受合外力做功一定为零，但合外力不一定为零，D错误。 答案 C,针对训练1 (多选)质点在恒力作用下，从静止开始做匀加速直线运动，则质点的动能( ) A.与它通过的位移成正比 B.与它通过的位移的平方成正比 C.与它运动的时间成正比 D.与它运动的时间的平方成正比,答案 AD,动能定理的应用,观察探究,如图2所示，物体(可视为质点)从长为L、倾角为的光滑斜面顶端由静止滑下。 (1)物体受几个力作用？各做什么功？怎么求合力的功？ (2)如何求物体到达斜面底端时的速度大小？能用多种方法求解物体到达斜面底端时的速度大小吗？哪种方法简单？,图2,答案 (1)物体受重力、支持力两个力的作用，如图所示。,探究归纳 1.动力学问题两种解法的比较,两种思路对比可以看出应用动能定理解题不涉及加速度、时间，运算简单，不易出错。 2.应用动能定理解题的步骤 (1)确定研究对象和研究过程(研究对象一般为单个物体或相对静止的物体组成的系统)。 (2)对研究对象进行受力分析(注意哪些力做功或不做功)。 (3)确定合外力对物体做的功(注意功的正负)。 (4)确定物体的初、末动能(注意动能增量是末动能减初动能)。 (5)根据动能定理列式、求解。,试题案例 例2 (2018佛山高一检测)如图3所示，物体在离斜面底端5 m处由静止开始下滑，然后滑上与斜面平滑连接的水平面，若物体与斜面及水平面间的动摩擦因数均为0.4，斜面倾角为37。求物体能在水平面上滑行的距离(sin 370.6，cos 370.8)。,图3,解析 对物体在斜面上和水平面上受力分析如图所示。,方法一 分过程列方程：设物体滑到斜面底端时的速度大小为v，物体下滑阶段 N1mgcos 37， 故f1N1mgcos 37。 由动能定理得,答案 3.5 m,1.动能定理应用中的研究对象一般为单个物体。 2.动能定理的研究过程既可以是运动过程中的某一阶段，也可以是运动全过程。 3.通常情况下，某问题若涉及时间或过程的细节，要用牛顿运动定律去解决；某问题若不考虑具体细节、状态或时间，如物体做曲线运动、受力为变力等情况，一般要用动能定理去解决。,针对训练2 如图4所示，物体从高h的斜面顶端A由静止滑下，到斜面底端后又沿水平面运动到C点而停止。要使这个物体从C点沿原路返回到A，则在C点处物体应具有的速度大小至少是( ),答案 B,图4,巧用动能定理求变力做功,利用动能定理求变力做功通常有以下两种情况： (1)如果物体只受到一个变力的作用，那么WEk2Ek1。 只要求出做功过程中物体的动能变化量Ek，也就等于知道了这个过程中变力所做的功。 (2)如果物体同时受到几个力作用，但是其中只有一个力F1是变力，其他的力都是恒力，则可以先用恒力做功的公式求出这几个恒力所做的功，然后再运用动能定理来间接求变力做的功：W1W其他Ek。,【针对练习】如图5所示，质量m60 kg的高山滑雪运动员，从A点由静止开始沿滑道滑下，然后由B点水平飞出，最后落在斜坡上的C点。已知BC连线与水平方向夹角37，A、B两点间的高度差为hAB25 m，B、C两点间的距离为L