动能定理的应用-导学案.doc

高三物理高三物理 读书患不多 思义患不明 足己患不学 既学患不行 读书患不多 思义患不明 足己患不学 既学患不行 作者作者 韩愈韩愈 第第 1 页页 共共 6 页页 5 25 2 动能定理及其应用动能定理及其应用 学习目标学习目标 1 通过小组合作学习 掌握运用动能定理解决变力做功和多过程问题的基本思路 2 通过练习 能熟练运用动能定理分析 解决有关变力做功和多过程问题 体会运用动能定理解题的步骤和 要点 3 学会总结分析过程 反思自己的缺点并改正 学习重难点学习重难点 1 重难点 运用动能定理解决有关变力做功和多过程运动问题的思路 2 突破措施 突破措施 作草图描述过程 结合过程 分析初末动能 分析功的正负作草图描述过程 结合过程 分析初末动能 分析功的正负 预习案预习案 基础知识复习回顾 一 合外力做功的求法 1 2 二 动能 1 定义 2 表达式 3 动能是 量 有 无 单位是 三 动能的增量 1 定义 2 表达式 四 动能定理 1 动能定理内容 2 动能定理的表达式 3 理解 动能的变化决定于合力做功 a 合力做正功 动能变 b 合力做负功 动能变 3 适用条件 a 动能定理既适用于直线运动 也适用于 b 既适用于恒力做功 也适用于 c 力可以是各种性质的力 既可以同时作用 也可以 预习检测预习检测 1 质量为 m 2kg 的滑块 以初速度 v0 4m s 在粗糙水平面上滑行 滑块与地面的动摩擦因数均 为 0 2 求滑块滑行的距离 自我总结自我总结 用动能定理的解题的一般步骤 用动能定理的解题的一般步骤 合作探究合作探究 探究一探究一 变力做功问题变力做功问题 比较下面两种情景并完成比较下面两种情景并完成 例例 1 1 一质量为 m 的小球 用长为 l 的轻绳悬挂于 O 点 小球在水平恒力 F 作用下 从平衡 位置 P 点拉到 Q 点 则拉力 F 所做的功为 A mglcos B mgl 1 cos C Flcos D Flsin 变式变式 一质量为 m 的小球 用长为 l 的轻绳悬挂于 O 点 小球在水平拉力 F 作用下 从平衡位置 P 点很缓慢地移动到 Q 点 如图所示 则拉力 F 所做的 功为 A mglcos B mgl 1 cos C Flcos D Flsin 讨论 讨论 1 这两个情景有哪些区别 2 这两个情景分别有哪几个力做了功 它们是否都是恒力 3 你打算用哪个公式来求F所做的功 是否两种情景都适用 想一想 想一想 你在这道题中出现的问题是什么 如何避免下次出现这样的问题 高三物理高三物理 读书患不多 思义患不明 足己患不学 既学患不行 读书患不多 思义患不明 足己患不学 既学患不行 作者作者 韩愈韩愈 第第 2 页页 共共 6 页页 O A B C 针对训练针对训练 某人从距地面 25m 高处抛出一小球 小球质量 100g 出手时速度大小为 10m s 落地时速度大小为 16m s 取g 10m s2 试求 1 人抛球时对小球做多少功 2 小球在空中运动时克服阻力做功多少 高考链接高考链接 20092009 年北京单科 年北京单科 例 3 如图 5 所示 质量为 m 的小球用长为 L 的轻质细线悬于 O 点 与 O 点处于同一水平线上的 P 点处有一个光滑的细钉 已知 OP L 2 在 A 点给小球一个水平向左的初速度 v0 发现小球恰能到达跟 P 点 在同一竖直线上的最高点 B 则 1 小球到达 B 点时的速率 2 若不计空气阻力 则初速度 v0为多少 3 若初速度 v0 3 则在小球从 A 到 B 的过程克服空气阻力做了多少功 gL 探究二探究二 二 多过程中的应用问题 二 多过程中的应用问题 6 如图 光滑圆弧的半径为 80cm 有一质量为 1 0kg 的物体自 A 点从静止开始下滑到 B 点 然后又沿水 平面前进 4m 到达 C 点停止 求 1 物体到达 B 点时的速度 2 物体沿水平面运动的过程中摩擦力做的功 3 物体与水平面间的动摩擦因数 g 取 10m s2 讨论 这个情景可以分几个过程 每个过程的初末动能分别是 针对训练针对训练 2 如图 9 所示 摩托车做特技表演时 以 v0 10 0 m s 的初速度冲向高台 然后从高台水平飞出 若摩托车 冲向高台的过程中以 P 4 0 kW 的额定功率行驶 冲到高台上所用时间 t 3 0 s 人和车的总质量 m 1 8 102 kg 台高 h 5 0 m 摩托车的落地点到高台的水平距离 x 10 0 m 不计空气阻力 取 g 10 m s2 求 图 9 1 摩托车从高台飞出到落地所用时间 2 摩托车落地时速度的大小 3 摩托车冲上高台过程中克服阻力所做的功 高考链接高考链接 2010 年全国大纲卷 年全国大纲卷 如图 8 所示 粗糙弧形轨道和两个光滑半圆轨道组成翘尾巴的 S 形轨道 光滑半圆轨道半径为 R 两个光滑半 圆轨道连接处 CD 之间留有很小空隙 刚好能够使小球通过 CD 之间距离可忽略 粗糙弧形轨道最高点 A 与水平面上 B 点之间的高度为 h 从 A 点由静止释放一个可视为质点的小球 小球沿翘尾巴的 S 形轨道运 动后从 E 点水平飞出 落到水平地面上 落点到与 E 点在同一竖直线上 B 点的距离为 s 已知小球质量为 m 不计空气阻力 求 图 8 1 小球从 E 点水平飞出时的速度大小 2 小球运动到 B 点时对轨道的压力 3 小球沿翘尾巴的 S 形轨道运动时克服摩擦力做的功 高三物理高三物理 读书患不多 思义患不明 足己患不学 既学患不行 读书患不多 思义患不明 足己患不学 既学患不行 作者作者 韩愈韩愈 第第 3 页页 共共 6 页页 合作探究合作探究 变力做功和多过程问题变力做功和多过程问题 教师讲变力做功问题的处理方法 教师讲变力做功问题的处理方法 紧跟方法针对训练 高考连接 题难度递增 学生合作交流 黑板展紧跟方法针对训练 高考连接 题难度递增 学生合作交流 黑板展 示 讲解 示 讲解 教师点评强调教师点评强调 多过程问题 学生交流 展示 讲解 多过程问题 学生交流 展示 讲解 教师总结教师总结 当堂检测当堂检测 一质量为 m 的小球 用长为 L 的轻绳悬挂于天花板上 小球在水平力 F 的作用下 从最低点 P 点 缓慢地移到 Q 点 此时绳子转过了 角 如图所示 则力 F 做的功为多少 巩固练习巩固练习 如图所示 质量为m的小球被一细绳经过光滑小孔牵引在光滑水平面上做圆周运动 拉力为F1 时 匀速转动的半径为R1 绳子拉力为F2时 小球仍做匀速圆周运动 转动半径为R2 求此过程 中拉力F所做的功 当堂检测当堂检测 1 一个质量为 0 3 kg 的弹性小球 在光滑水平面上以 6 m s 的速度垂直 撞到墙上 碰撞后小球沿相反方向运动 反弹后的速度大小与碰撞前相同 则碰撞前后小球速度变化量的大小 v 和碰撞过程中墙对小球做功的大小 W 为 m F O 高三物理高三物理 读书患不多 思义患不明 足己患不学 既学患不行 读书患不多 思义患不明 足己患不学 既学患不行 作者作者 韩愈韩愈 第第 4 页页 共共 6 页页 A v 0 B v 12 m s C W 1 8 J D W 10 8 J 2 一质点开始时做匀速直线运动 从某时刻起受到一恒力作用 此后 该质点的动能可能 A 一直增大 B 先逐渐减小至零 再逐渐增大 C 先逐渐增大至某一最大值 再逐渐减小 D 先逐渐减小至某一非零的最小值 再逐渐增大 3 人用手托着质量为 m 的物体 从静止开始沿水平方向运动 前进距离 l 后 速度为 v 物体与 手始终相对静止 物体与手掌之间的动摩擦因数为 则人对物体做的功为 A mgl B 0 C mgl D 4 某物体同时受到两个在同一直线上的力 F1 F2 的作用 由静止开 始做直线运动 力 F1 F2 与位移 x 的关系图象如图所示 在物体开 始运动后的前 4 0 m 内 物体具有最大动能时对应的位移是 A 2 0 m B 1 0 m C 3 0 m D 4 0 m 5 如图所示 物体在离斜面底端 5 m 处由静止开始下滑 然后滑上由小圆弧 长度忽略 与斜面连 接的水平面上 若斜面及水平面的动摩擦因数均为 0 4 斜面倾角为 37 则物体能在水平面上 滑行多远 达标检测达标检测 1 下列关于运动物体所受的合外力 合外力做功和动能变化的关系 正确的是 A 如果物体所受的合外力为零 那么 合外力对物体做的功一定为零 B 如果合外力对物体所做的功为零 则合外力一定为零 C 物体在合外力作用下作变速运动 动能一定变化 D 物体的动能不变 所受的合外力必定为零 2 关于做功和物体动能变化的关系 正确的是 A 只要动力对物体做功 物体的动能就增加 B 只要物体克服阻力做功 它的动能就减少 C 外力对物体做功的代数和等于物体的末动能与初动能之差 D 动力和阻力都对物体做功 物体的动能一定变化 3 一质量为 m 的小球 用长为 L 的轻绳悬挂于天花板上 小球在水平力 F 的作用下 从最低点 P 点缓慢地移动到 Q 点 此时绳子转过了 角 如图 所示 则力 F 做的功为 A B cosmgL 1 cos mgL C D sinFL cosFL 4 一个 25kg 的小孩从高度为 3 0m 的滑梯顶端由静止开始滑下 滑到底端时的速度为 2 0m s 取 g 10m s2 关于力对小孩做的功 以下结果正确的是 A 合外力做功 50J B 阻力做功 500J C 重力做功 500J D 支持力做功 50J 5 质点在恒力作用下 从静止开始做匀加速直线运动 则质点的动能是 A 与它的位移成正比 B 与它的位移平方成正比 C 与它的运动时间成正比 D 与它的运动时间的平方成正比 6 质量为 m 的小球被系在轻绳的一端 在竖直平面内做半径为 R 的圆周运动 运动过程中小 球受阻力作用 设某一时刻小球通过圆周最底点 此时绳子张力为 7mg 而后小球继续作圆周 运动 经过半个圆周恰能通过最高点 则在此过程中小球克服空气阻力所做的功为 A 1 4mgR B 1 3mgR C 1 2mgR D mgR 7 水平面上的一个质量为 m 的物体 在一水平恒力 F 的作用下 由静止开始做匀加速直线运动 经过位移 s 后撤去 F 又经过位移 2s 后物体停了下来 则物体受到的阻力大小应是 A F 2 B 2F C F 3 D 3F 8 如图所示 质量相同的物体分别自斜面 AC 和 BC 的顶端由静止开始下滑 物体与斜面间的动 摩擦因数都相同 物体滑到斜面底部 C 点时的动能分别为 Ek1和 Ek2 下滑过程中克服摩擦力所 做的功分别为 W1和 W2 则 A Ek1 Ek2 W1 W2 B Ek1 Ek2 W1 W2 C Ek1 Ek2 W1 W2 D Ek1 Ek2 W1 W2 9 在平直的公路上汽车由静止开始做匀加速运动 当速度达v1后立即关闭发动机让其滑行 直至停止 其 v t图像如图 7 5 4 所示 设运动的全过程中汽车牵引力做的功为 W1 克服摩擦 力 做的功为 W2 那么 W1 W2应为 A 1 1 B 1 2 C 1 3 D 1 4 10 如图所示 在倾角 37 的足够长的固定斜面底端有一质量 m 1 0kg 的物体 物体与斜面间 摩擦因数 0 25 现用轻细绳将物体由静止开始沿斜面向上拉动 拉力大小为 F 10 0N 方向平 行斜面向上 上滑距离 s 16 0m 绳子突然断了 求 sin 0 6 g 取 10m s2 绳断时物体的速度大小 F PQ F 高三物理高三物理 读书患不多 思义患不明 足己患不学 既学患不行 读书患不多 思义患不明 足己患不学 既学患不行 作者作者 韩愈韩愈 第第 5 页页 共共 6 页页 L h s 绳子断后到物体继续上滑的距离 物体返回到斜面底端的速度大 11 一个质量为 m 的物体 从倾角为 高为 h 的斜面上端 A 点由静止开始下滑 然后又在 水平面上滑行 S 的位移后停止在 C 点 假设从斜面到水平面速度大小不变 如图所示 设物体 在斜面上和在水平面上的动摩擦因数相同 求 全过程物体克服摩擦力做的功 12 一个质量为 m 的物体 从高为 h 的曲面上端 A 点由静止开始下滑到 B 点时的速度为 V AB 段为四分之一圆弧 然后又在水平面上滑行 S 的位移后停止在 C 点 假设从斜面到水平面速 度大小不变 如图所示 设物体在斜面上和在水平面上的动摩擦因数相同 求 物体在 AB 轨道上克服摩擦力做功 Wf 全过程客服摩擦力做功 Wf 13 质量为M 0 2 kg的木块放在水平台面上 台面比水平地面高出h 0 20m 木块离台的右端 L 1 7m 质量为m 0 10M的子弹以v0 180m s的速度水平射向木块 当子弹以v 90m s的速度水平 射出时 木块的速度为v1 9m s 此过程作用时间极短 可认为木块的位移为零 若木块落到水 平地面时的落地点到台面右端的水平距离为s 1 6m 求 1 木块对子弹所做的功 W1和子弹对木块所做的功W2 2 木块与台面间的动摩擦因数为 14 如图所示 小滑块从斜面顶点 A 由静止滑至水平部分 C 点而停止 已知斜面高为 h 滑块 运动的整个水平距离为 s 设转角 B 处无动能损失 斜面和水平部分与小滑块的动摩擦因数相同 求此动摩擦因数 15 在水平面上拉着跨过光滑定滑轮的细绳的一端向右以 v 0 2m s 的速度匀速前进 质量 m 20 kg 的物体被竖直吊起 人在 A 点时绳与水平方向夹角为 600 到达 B 点时 绳与水平方 向成 300角 AB 间距离 x 2m g 10 m s2 这一过程中人对绳的拉力做了多少功 结果可用根 号表示 16 如图所示半径为 R 圆形轨道安置在竖直平面内 与曲线轨道相连 圆轨 道最低点切线水平 两段轨道在最低点相切 小球从