高中物理 第7章 机械能守恒定律 第7节 习题课 动能定理的应用课件 新人教版必修2.ppt

要点归纳 习题课动能定理的应用 应用动能定理求变力做功 1 动能定理不仅适用于求恒力做功 也适用于求变力做功 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 3 当机车以恒定功率启动 牵引力为变力时 那么牵引力做的功可表示为w pt 精典示例 例1 如图1 一半径为r的半圆形轨道竖直固定放置 轨道两端等高 质量为m的质点自轨道端点p由静止开始滑下 滑到最低点q时 对轨道的正压力为2mg 重力加速度大小为g 质点自p滑到q的过程中 克服摩擦力所做的功为 图1 答案c 针对训练1 质量为m的物体以初速度v0沿水平面向左开始运动 起始点a与一轻弹簧o端相距s 如图2所示 已知物体与水平面间的动摩擦因数为 物体与弹簧相碰后 弹簧的最大压缩量为x 则从开始碰撞到弹簧被压缩至最短 物体克服弹簧弹力所做的功为 图2 答案a 要点归纳 动能定理与图象结合 利用物体的运动图象可以了解物体的运动情况 要特别注意图象的形状 交点 截距 斜率 面积等信息 动能定理经常和图象问题综合起来 分析时一定要弄清图象的物理意义 并结合相应的物理情境选择合理的规律求解 精典示例 例2 质量m 1kg的物体 在水平拉力f的作用下 沿粗糙水平面运动 在位移是4m时 拉力f停止作用 运动到位移是8m时物体停止 运动过程中ek x的图象如图3所示 g取10m s2 求 图3 1 物体和平面间的动摩擦因数 2 拉力f的大小 解析 1 在运动的第二阶段 物体在位移x2 4m内 动能由ek 10j变为零 由动能定理得 mgx2 0 ek 故动摩擦因数 2 在运动的第一阶段 物体位移x1 4m 初动能ek0 2j 根据动能定理得 fx1 mgx1 ek ek0 所以f 4 5n 答案 1 0 25 2 4 5n 针对训练2 多选 物体沿直线运动的v t关系图象如图4所示 已知在第1s内合力对物体所做的功为w 则 图4 a 从第1s末到第3s末合力做功为4wb 从第3s末到第5s末合力做功为 2wc 从第5s末到第7s末合力做功为wd 从第3s末到第4s末合力做功为 0 75w 答案cd 要点归纳 动能定理在多过程问题中的应用 对于包含多个运动阶段的复杂运动过程 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 分析每个力的做功 确定整个过程中合力做的总功 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 精典示例 例3 我国将于2022年举办冬奥会 跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一 如图5所示 质量m 60kg的运动员从长直助滑道ab的a处由静止开始以加速度a 3 6m s2匀加速滑下 到达助滑道末端b时速度vb 24m s a与b的竖直高度差h 48m 为了改变运动员的运动方向 在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接 其中最低点c处附近是一段以o为圆心的圆弧 助滑道末端b与滑道最低点c的高度差h 5m 运动员在b c间运动时阻力做功w 1530j 取g 10m s2 图5 1 求运动员在ab段下滑时受到阻力ff的大小 2 若运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍 则c点所在圆弧的半径r至少应为多大 答案 1 144n 2 12 5m 针对训练3 如图6所示 右端连有一个光滑弧形槽的水平桌面ab长l 1 5m 一个质量为m 0 5kg的木块在f 1 5n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g 10m s2 求 图6 1 木块沿弧形槽上升的最大高度 木块未离开弧形槽 2 木块沿弧形槽滑回b端后 在水平桌面上滑动的最大距离 解析 1 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 从木块开始运动到弧形槽最高点 由动能定理得 fl ffl mgh 0其中ff fn mg 0 2 0 5 10n 1 0n 2 设木块离开b点后沿桌面滑动的最大距离为x 由动能定理得 mgh ffx 0 答案 1 0 15m 2 0 75m 1 变力做功 2017 东营高一检测 一质量为m的小球 用长为l的轻绳悬挂于o点 小球在水平力f作用下从平衡位置p点很缓慢地移动到q点 如图7所示 则力f所做的功为 图7 a mglcos b flsin c mgl 1 cos d fl 1 sin 解析小球的运动过程是缓慢的 因而小球在任何时刻均可看作是平衡状态 力f的大小在不断变化 f是变力 对小球由动能定理可得 wf mg l lcos 0 则wf mgl 1 cos 故c正确 答案c 2 摩擦力做功 如图8所示 质量为m的物体与水平转台间的动摩擦因数为 物体与转轴相距r 物体随转台由静止开始转动 当转速增至某一值时 物体即将在转台上滑动 此时转台开始匀速转动 设物体的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力 则在这一过程中摩擦力对物体做的功是 图8 答案d 3 动能定理与图象结合 2017 淮安高一检测 多选 如图9甲所示 质量m 2kg的物体以100j的初动能在粗糙的水平地面上滑行 其动能ek随位移x变化的关系图象如图乙所示 则下列判断正确的是 图9 a 物体运动的总位移大小为10mb 物体运动的加速度大小为10m s2c 物体运动的初速度大小为10m sd 物体所受的摩擦力大小为10n 答案acd 4 多过程问题 2017 承德高一检