幻灯片 1动　能 当物体的速度发生变化时，物体的动能Ek一定变化吗？ 提示：物体的动能是标量，与物体的速度大小有关，与物体的速度方向无关，而物体的速度变化可能是由其方向变化而引起的，故不一定变化。 ---- 幻灯片 21．定义 物体由于 而具有的能。 2．公式 运动 3．单位 焦耳，1 J＝1 N·m＝1 kg·m2/s2。 ---- 幻灯片 34．矢标性 动能是 ，只有正值。 5．动能的变化量 标量 ---- 幻灯片 4 [试一试] 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Δv和碰撞过程中小球的动能变化量ΔEk为 (　　) A．Δv＝0　　　　　　　　 B．Δv＝12 m/s C．ΔEk＝1.8 J D．ΔEk＝10.8 J 解析：取初速度方向为正方向，则Δv＝(－6－6) m/s＝－12 m/s，由于速度大小没变，动能不变，故动能变化量为0，故只有选项B正确。 答案：B　 ---- 幻灯片 5动能定理 如图5－2－1所示，一质量为m＝0.1 kg的小球以v0＝3 m/s的速度从桌子边缘平抛，经t＝0.4 s落地，若g＝10 m/s2，不计空气阻力，则此过程中重力对小球做了多少功？小球动能增加量为 多少？由此你能得出什么结论？ 图5－2－1 超链接 ---- 幻灯片 6---- 幻灯片 71．内容 力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中 。 2．表达式 W＝ 。 3．物理意义 的功是物体动能变化的量度。 动能的变化 Ek2－Ek1 合力 ---- 幻灯片 8 4．适用条件 (1)动能定理既适用于直线运动，也适用于 。 (2)既适用于恒力做功，也适用于 。 (3)力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以 。 曲线运动 变力做功 不同时作用 ---- 幻灯片 92．如图5－2－2所示，质量为m的物块， 在恒力F的作用下，沿光滑水平面运 动，物块通过A点和B点的速度分别 是vA和vB，物块由A运动到B点的过程中，力F对物块做的功W为 (　　) 图5－2－2 [试一试] ---- 幻灯片 10---- 幻灯片 11对动能定理的理解 1.动能定理公式中等号的意义 (1)数量关系：即力所做的功与物体动能的变化具有等量代换关系。 (2)单位相同，国际单位都是焦耳。 (3)因果关系：力的功是引起物体动能变化的原因。 ---- 幻灯片 12 2．总功的计算 (1)先由力的合成或根据牛顿第二定律求出合力F，然后由W＝Flcos α计算。 (2)由W＝Flcos α计算各个力对物体做的功W1、W2、…、Wn，然后将各个外力所做的功求代数和，即 W合＝W1＋W2＋…＋Wn。 ---- 幻灯片 13 [例1]　如图5－2－3所示，电梯质量为M， 在它的水平地板上放置一质量为m的物体。电梯 在钢索的拉力作用下竖直向上加速运动，当电梯 的速度由v1增加到v2时，上升高度为H，则在这个 过程中，下列说法或表达式正确的是 (　　) 图5－2－3 ---- 幻灯片 14---- 幻灯片 15[尝试解题]　 [答案]　CD ---- 幻灯片 16 (1)应用动能定理时，也要进行受力分析，分析在这个过程中有哪些力做功，注意区分功的正负。 (2)应用动能定理时要注意选取的研究对象和对应过程，合力做的功和动能增量一定是对应同一研究对象的同一过程。 ---- 幻灯片 17利用动能定理求解多过程问题 1.基本步骤 (1)选取研究对象，明确它的运动过程。 (2)分析研究对象的受力情况和各力的做功情况。 (3)明确研究对象在过程的始末状态的动能Ek1和Ek2。 (4)列出动能定理的方程W合＝Ek2－Ek1及其他必要的解题方程，进行求解。 ---- 幻灯片 18 2．注意事项 (1)动能定理的研究对象可以是单一物体，或者是可以看做单一物体的物体系统。 (2)动能定理是求解物体的位移或速率的简捷公式。当题目中涉及到位移和速度而不涉及时间时可优先考虑动能定理；处理曲线运动中的速率问题时也要优先考虑动能定理。 (3)若过程包含了几个运动性质不同的分过程，既可分段考虑，也可整个过程考虑。 ---- 幻灯片 19 [例2]　(2013·苏北四市模拟)如图5－2－4所示装置由AB、BC、CD三段轨道组成，轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接，其中轨道AB、CD段是光滑的，水平轨道BC的长度s＝5 m，轨道CD足够长且倾角θ＝37°，A、D两点离轨道BC的高度分别为h1＝4.30 m、h2＝1.35 m。现让质量为m的小滑块自A点由静止释放。已知小滑块与轨道BC间的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求： ---- 幻灯片 20图5－2－4 (1)小滑块第一次到达D点时的速度大小； (2)小滑块第一次与第二次通过C点的时间间隔； (3)小滑块最终停止的位置距B点的距离。 ---- 幻灯片 21[审题指导] 第一步：抓关键点 关键点 获取信息 轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接 小滑块在B、C轨道交接处速度大小不变 轨道AB、CD段是光滑的 小滑块在AB、CD段只有重力做功，小滑块只能停在BC段 自A点由静止释放 小滑块的初速度为零 ---- 幻灯片 22 第二步：找突破口 要求小滑块到达D点的速度大小，可应用动能定理，对小滑块从A→B→C→D的过程全程列方程求解。 [尝试解题]　 ---- 幻灯片 23---- 幻灯片 24由对称性可知小滑块从最高点滑回C点的时间 t2＝t1＝1 s 故小滑块第一次与第二次通过C点的时间间隔 t＝t1＋t2＝2 s (3)对小滑块运动全过程应用动能定理，设小滑块在水平轨道上运动的总路程为s总 有：mgh1＝μmgs总 将h1、μ代入得s总＝8.6 m 故小滑块最终停止的位置距B点的距离为 2s－s总＝1.4 m。 [答案]　(1)3 m/s　(2)2 s　(3)1.4 m ---- 幻灯片 25 (1)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。当物体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、几个或全部子过程作为研究过程。 (2)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功时，要注意运用它们的功能特点：①重力的功取决于物体的初、末位置，与路径无关；②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。 ---- 幻灯片 26 数学思想和方法已经渗透到物理学中各个层次和领域，特别是数学中的基本不等式思想在解决物理计算题中的极值问题时会经常用到，这也是数学知识在具体物理问题中实际应用的反映，也是高考中要求的五大能力之一。 超链接 ---- 幻灯片 27图5－2－5 ---- 幻灯片 28第一步：审题干，抓关键信息 运动员运动起点到地面的高度H一定 ① 获取信息 关键点 ---- 幻灯片 29B点的高度h不同，运动员平抛的初速度和落地时间也不同 ④ 运动员从B点滑出后做平抛运动 ③ 运动员在A点的初速度为零 ② 获取信息 关键点 ---- 幻灯片 30---- 幻灯片 31第三步：三定位，将解题过程步骤化 ---- 幻灯片 32第四步：求规范，步骤严谨不失分 ---- 幻灯片 33---- 幻灯片 34---- 幻灯片 35——[考生易犯错误]—————————————— (1)在②③中，不能用已知条件表示最后结果，保留 了题目中未知的L1和α，丢3分。 (2)在⑦中，将运动员整个过程中运动的最大水平距 离，误认为是运动员平抛运动的最大水平位移，求出 xmax即作为最终结果，这是不认真读题所致，因此将丢 3分。 ---- 幻灯片 36[名师叮嘱]　物理极值类问题的解决方法 (1)运用题中信息，分析临界状态利用物理极值的临界条件求解极值。 (2)运用物理规律表示所要研究的物理量，然后借助于数学知识求极值，如本例中，先用物理学规律写出平抛水平位移表达式，再利用代数法求极值条件和极值。 ---- 幻灯片 37[随堂巩固落实] 1.人通过滑轮将质量为m的物体，沿粗糙的斜面由静 止开始匀加速地由底端拉上斜面，物体上升的高度为h，到达斜面顶端的速度为v，如图5－2－6所示。则在此过程中 (　　) 图5－2－6 ---- 幻灯片 38答案：BD　 ---- 幻灯片 392.如图5－2－7所示，光滑斜面的顶端固 定一弹簧，一物体向右滑行，并冲上 固定在地面上的斜面。设物体在斜面 最低点A的速度为v，压缩弹簧至C点 时弹簧最短，C点距地面高度为h，则物体从A到C的过程中弹簧弹力做功是 (　　) 图5－2－7 ---- 幻灯片 40答案：A　 ---- 幻灯片 413．(2013·北京模拟)一个质量为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，此 时轻绳与竖直方向夹角为θ，如图 5－2－8所示，则拉力F所做的功为(　　) A．mgLcos θ B．mgL(1－cos θ) C．FLsin θ D．FLcos θ 图5－2－8 ---- 幻灯片 42解析：小球缓慢地由P移动到Q，动能不变，只有重力、水平拉力F对小球做功，绳子拉力不做功，由动能定理：－mgL(1－cos θ)＋WF＝ΔEk＝0即WF＝mgL(1－cos θ)，故B正确。 答案：B　 ---- 幻灯片 434.如图5－2－9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 图5－2－9 ---- 幻灯片 44解析：设斜面的倾角为θ，斜面的底边长为x，则下滑过程中克服摩擦力做的功为W＝μmgcos θ·x/cos θ＝μmgx，所以两种情况下克服摩擦力做的功相等。又由于B的高度比A低，所以由动能定理可知Ek1＞Ek2。故选B。 答案：B　 ---- 幻灯片 455.右端连有光滑弧形槽的水平桌面A B长L＝1.5 m，如图5－2－10所 示。将一个质量为m＝0.5 kg的 木块在F＝1.5 N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μ＝0.2，取g＝10 m/s2。求： (1)木块沿弧形槽上升的最大高度； (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。 图5－2－10 ---- 幻灯片 46答案：(1)0.15 m　(2)0.75 m ---- 幻灯片 471.质量为m 的小球被系在轻绳一端，在竖 直平面内做半径为R的圆周运动，如图 1所示，运动过程中小球受到空气阻力 的作用。设某一时刻小球通过轨道的 最低点，此时绳子的张力为7mg，在 此后小球继续做圆周运动，经过半个圆周恰好能通过最高点，则在此过程中小球克服空气阻力所做的功是 (　　) （给有能力的学生加餐） 图1 ---- 幻灯片 48---- 幻灯片 49答案：C　 ---- 幻灯片 502.一环状物体套在光滑水平直杆上， 能沿杆自由滑动，绳子一端系在 物体上，另一端绕过定滑轮，用 大小恒定的力F拉着，使物体沿杆 自左向右滑动，如图2所示，物体在杆上通过a、b、c三点时的动能分别为Ea、Eb、Ec，且ab＝bc，滑轮质量和摩擦均不计，则下列关系中正确的是(　　) A．Eb－Ea＝Ec－Eb　　　　 B．Eb－EaEc－Eb D．Ea
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