高中物理優(yōu)質(zhì)課件精選——?jiǎng)幽芏ɡ砑捌鋺?yīng)用

1、,《動(dòng)能定理及其應(yīng)用》,,執(zhí)教教師：XXX,,,第2講　動(dòng)能定理及其應(yīng)用知識(shí)點(diǎn)一　動(dòng)能[想一想]當(dāng)物體的速度發(fā)生變化時(shí)，物體的動(dòng)能Ek一定變化嗎？【提示】 物體的動(dòng)能是標(biāo)量，與物體的速度大小有關(guān)，與物體的速度方向無關(guān)，而物體的速度變化可能是由其方向變化而引起的，故不一定變化。,[記一記]1．定義物體由于　　　而具有的能。2．公式Ek＝________。3．單位焦耳，1 J＝1 N·m＝1 kg·

2、;m2/s2。4．矢標(biāo)性動(dòng)能是　　　，只有正值。5．動(dòng)能的變化量ΔEk＝_______________，是過程量。,標(biāo)量,運(yùn)動(dòng),[試一試]1．一個(gè)質(zhì)量為0.3 kg的彈性小球，在光滑水平面上以6 m/s的速度垂直撞到墻上，碰撞后小球沿相反方向運(yùn)動(dòng)，反彈后的速度大小與碰撞前相同，則碰撞前后小球速度變化量的大小Δv和碰撞過程中小球的動(dòng)能變化量ΔEk為(　　)A．Δv＝0　　　　　　　　B．Δv＝12 m/sC．ΔEk＝1.8

3、J D．ΔEk＝10.8 J【解析】 取初速度方向?yàn)檎较?，則Δv＝(－6－6) m/s＝－12 m/s，由于速度大小沒變，動(dòng)能不變，故動(dòng)能變化量為0，故只有選項(xiàng)B正確?！敬鸢浮?B,知識(shí)點(diǎn)二　動(dòng)能定理[想一想]如圖所示，一質(zhì)量為m＝0.1 kg的小球以v0＝3 m/s的速度從桌子邊緣平拋，經(jīng)t＝0.4 s落地，若g＝10 m/s2，不計(jì)空氣阻力，則此過程中重力對(duì)小球做了多少功？小球

4、動(dòng)能增加量為多少？由此你能得出什么結(jié)論？,[記一記]1．內(nèi)容力在一個(gè)過程中對(duì)物體所做的功，等于物體在這個(gè)過程中　　　　　　。2．表達(dá)式W＝　　　　　。3．物理意義　　　的功是物體動(dòng)能變化的量度。,動(dòng)能的變化,Ek2－Ek1,合力,4．適用條件(1)動(dòng)能定理既適用于直線運(yùn)動(dòng)，也適用于　　　　　。(2)既適用于恒力做功，也適用于　　　　　。(3)力可以是各種性質(zhì)的力，既可以同時(shí)作用，也可以　　　　　　　。,曲線運(yùn)動(dòng),變

5、力做功,不同時(shí)作用,【答案】 B,從兩個(gè)方面理解動(dòng)能定理(1)動(dòng)能定理公式中體現(xiàn)的三個(gè)關(guān)系：①數(shù)量關(guān)系：即合外力所做的功與物體動(dòng)能的變化具有等量代換關(guān)系?？梢酝ㄟ^計(jì)算物體動(dòng)能的變化，求合外力的功，進(jìn)而求得某一力的功。②單位關(guān)系，等式兩側(cè)物理量的國際單位都是焦耳。③因果關(guān)系：合外力的功是引起物體動(dòng)能變化的原因。(2)動(dòng)能定理敘述中所說的“外力”，既可以是重力、彈力、摩擦力，也可以是電場力、磁場力或其他力。,【例1】 如圖，用跨過

6、光滑定滑輪的纜繩將海面上一艘失去動(dòng)力的小船沿直線拖向岸邊。已知拖動(dòng)纜繩的電動(dòng)機(jī)功率恒為P，小船的質(zhì)量為m，小船受到的阻力大小恒為f，經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的速度大小為v0，小船從A點(diǎn)沿直線加速運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)經(jīng)歷時(shí)間為t1，A、B兩點(diǎn)間距離為d，纜繩質(zhì)量忽略不計(jì)。求：,(1)小船從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的全過程克服阻力做的功Wf；(2)小船經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度大小v1；(3)小船經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的加速度大小a?！窘忸}探究】 (1)請(qǐng)對(duì)小船進(jìn)行受力分析，哪些力是恒力，

7、哪些力是變力？①受到的力：　　　　　　　　　　　　。②恒力：　　　　　　。③變力：　　　　　　。,重力、浮力、阻力、拉力,重力、阻力,浮力、拉力,(2)小船在B點(diǎn)時(shí)的速度與繩的速度有何關(guān)系？【提示】 v繩＝v船·cos θ?！咀灾鹘獯稹?___________________________________________________________________________________________

8、_______________【解析】 (1)小船從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)克服阻力做功Wf＝fd 　　　　　　　　　　　　　 ?、?2)小船從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)牽引力做的功W＝Pt1　　　　　　　②,【總結(jié)提升】 求變力做功時(shí)的四個(gè)要點(diǎn)(1)明確所求的變力的功不一定為總功，故所求的變力的功不一定等于ΔEk。(2)明確合外力對(duì)物體所做的功對(duì)應(yīng)物體動(dòng)能的變化，而不是對(duì)應(yīng)物體的動(dòng)能。(3)

9、若有多個(gè)力做功時(shí)，必須明確各力做功的正負(fù)。(4)利用動(dòng)能定理可求物體的速度、受力、位移及變力的功。,變式訓(xùn)練1 如圖所示，質(zhì)量為m的小車在水平恒力F推動(dòng)下，從山坡(粗糙)底部A處由靜止起運(yùn)動(dòng)至高為h的坡頂B，獲得速度為v，A、B之間的水平距離為x，重力加速度為g。下列說法正確的是 (　　),【答案】 ABD,應(yīng)用

10、動(dòng)能定理的基本步驟和注意事項(xiàng)1．應(yīng)用動(dòng)能定理的解題步驟,2．注意事項(xiàng)(1)動(dòng)能定理的研究對(duì)像可以是單一物體，或者是可以看做單一物體的物體系統(tǒng)。(2)動(dòng)能定理是求解物體的位移或速率的簡捷公式。當(dāng)題目中涉及位移和速度而不涉及時(shí)間時(shí)可優(yōu)先考慮動(dòng)能定理；處理曲線運(yùn)動(dòng)中的速率問題時(shí)也要優(yōu)先考慮動(dòng)能定理。(3)若過程包含了幾個(gè)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)不同的分過程，既可分段考慮，也可整個(gè)過程考慮。但求功時(shí)，有些力不是全過程都做功，必須根據(jù)不同的情況分別對(duì)待求

11、出總功。,(4)應(yīng)用動(dòng)能定理時(shí)，必須明確各力做功的正、負(fù)。當(dāng)一個(gè)力做負(fù)功時(shí)，可設(shè)物體克服該力做功為W，將該力做功表達(dá)為－W，也可以直接用字母W表示該力做功，使其字母本身含有負(fù)號(hào)。,【例2】 如圖所示裝置由AB、BC、CD三段軌道組成，軌道交接處均由很小的圓弧平滑連接，其中軌道AB、CD段是光滑的，水平軌道BC的長度x＝5 m，軌道CD足夠長且傾角θ＝37°，A、D兩點(diǎn)離軌道BC的高度分別為h1＝4.30 m、h2＝1.35 m

12、?，F(xiàn)讓質(zhì)量為m的小滑塊自A點(diǎn)由靜止釋放。已知小滑塊與軌道BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求：,(1)小滑塊第一次到達(dá)D點(diǎn)時(shí)的速度大?。?2)小滑塊第一次與第二次通過C點(diǎn)的時(shí)間間隔；(3)小滑塊最終停止的位置距B點(diǎn)的距離。【解題探究】 (1)重力與摩擦力做功的特點(diǎn)有何不同？①重力做功：　　　　　　。②摩擦力做功：　　　　　　。(2)

13、應(yīng)用動(dòng)能定理時(shí)應(yīng)主要進(jìn)行哪些分析？【提示】 受力分析、過程分析及各力做功情況分析?！咀灾鹘獯稹?__________________________________________________________________________________________________________,與路徑無關(guān),與路徑有關(guān),【答案】 (1)3 m/s　(2)2 s　(3)1.4 m,【總結(jié)提升】 應(yīng)用動(dòng)能定理應(yīng)突破的五個(gè)難點(diǎn)

14、(1)突破研究對(duì)像的選取難點(diǎn)動(dòng)能定理適用于單個(gè)物體，當(dāng)題目中出現(xiàn)多個(gè)物體時(shí)可分別將單個(gè)物體取為研究對(duì)像，應(yīng)用動(dòng)能定理；也可以把多個(gè)物體組成整體，再應(yīng)用動(dòng)能定理求解，此時(shí)的條件是內(nèi)力的功沒有引起動(dòng)能向其他形式能的轉(zhuǎn)化。(2)突破研究過程的選取難點(diǎn)應(yīng)用動(dòng)能定理時(shí)，選取不同的研究過程列出的方程是不相同的。因?yàn)閯?dòng)能定理是個(gè)過程式，選取合適的過程往往可以大大簡化運(yùn)算。,(3)突破受力的分析難點(diǎn)運(yùn)用動(dòng)能定理時(shí)，必須分析清楚物體在過程中的全

15、部受力情況，找出哪些力不做功，哪些力做功，做多少功，從而確定出外力的總功，這是解題的關(guān)鍵。(4)突破位移的計(jì)算難點(diǎn)應(yīng)用動(dòng)能定理時(shí)，要注意有的力做功與路程無關(guān)，只與位移有關(guān)，有的力做功卻與路程有關(guān)。(5)突破初、末狀態(tài)的確定難點(diǎn)動(dòng)能定理的計(jì)算式為標(biāo)量式，v為相對(duì)同一參考系的速度，所以確定初、末狀態(tài)動(dòng)能時(shí)，必須相對(duì)于同一參考系而言。,變式訓(xùn)練2 (2013·江蘇單科)如圖所示，水平桌面上的輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與小物塊相

16、連。彈簧處于自然長度時(shí)物塊位于O點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)。物塊的質(zhì)量為m，AB＝a，物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ?，F(xiàn)用水平向右的力將物塊從O點(diǎn)拉至A點(diǎn)，拉力做的功為W。撤去拉力后物塊由靜止向左運(yùn)動(dòng)，經(jīng)O點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零。重力加速度為g。則上述過程中(　　),【答案】 BC,解決物理圖像問題的基本步驟(1)觀察題目給出的圖像，弄清縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)所對(duì)應(yīng)的物理量及圖線所表示的物理意義。(2)根據(jù)物理規(guī)律推導(dǎo)出縱坐標(biāo)與橫坐標(biāo)所對(duì)應(yīng)的物理量間的函

17、數(shù)關(guān)系式。(3)將推導(dǎo)出的物理規(guī)律與數(shù)學(xué)上與之相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)關(guān)系式相對(duì)比，找出圖線的斜率、截距、圖線的交點(diǎn)，圖線下的面積所對(duì)應(yīng)的物理意義，分析解答問題?；蛘呃煤瘮?shù)圖線上的特定值代入函數(shù)關(guān)系式求物理量。,【例3】 (2014·濰坊模擬)2012年倫敦奧運(yùn)會(huì)女子10米(即跳臺(tái)距水面10 m)跳臺(tái)比賽中，我國小將陳若琳技?jí)喝悍紛Z得冠軍。設(shè)運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量為m＝50 kg，其體形可等效為長度L＝1.0 m，直徑d＝0.3 m的

18、圓柱體，不計(jì)空氣阻力，當(dāng)她跳起到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，她的重心離跳臺(tái)臺(tái)面的高度為0.70 m，在從起跳到接觸水面過程中完成一系列動(dòng)作，入水后水的等效阻力F(不包括浮力)作用于圓柱體的下端面，,F的數(shù)值隨入水深度y變化的函數(shù)圖像如圖所示，該直線與F軸相交于F＝2.5 mg處，與y軸相交于y＝h(某一未知深度)處，為了確保運(yùn)動(dòng)員的安全，水池必須有一定的深度，已知水的密度ρ＝1×103 kg/m3，g取10 m/s2，根據(jù)以上的數(shù)據(jù)估算：

19、,(1)起跳瞬間所做的功；(2)從起跳到接觸水面過程的時(shí)間；(3)跳水池至少應(yīng)為多深？(保留兩位有效數(shù)字)【解題探究】 (1)請(qǐng)對(duì)運(yùn)動(dòng)員在入水后進(jìn)行受力分析，哪些力是變力？①受到的力：　　　　　　　　　。②變力：　　　　　　。(2)試分析運(yùn)動(dòng)員受到的阻力和浮力的變化特點(diǎn)?！咎崾尽?①由圖像可知，阻力F隨入水深度y線性減小，可用平均力求解。②入水過程中浮力逐漸增大，入水后浮力大小不變。,重力、浮力、阻力,阻力、浮力,(3)

20、各力做功的情況如何？【提示】 重力做正功，浮力和阻力做負(fù)功，各力做功過程中的位移大小不同?！咀灾鹘獯稹?_____________________________________________________ _____________________________________________________,【答案】 (1)100 J　(2)1.63 s　(3)6.6 m,【總結(jié)提升】 圖像所圍“面積”的意義(1)v&#

21、173;t圖：由公式x＝vt可知，v­t圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示物體的位移。(2)a­t圖：由公式Δv＝at可知，a­t圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示物體速度的變化量。(3)F­x圖：由公式W＝Fx可知，F(xiàn)­x圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示力所做的功。(4)P­t圖：由公式W＝Pt可知，P­t圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示力所做的功。,變式訓(xùn)練3 如圖甲所示，一根輕質(zhì)彈簧

22、左端固定在豎直墻面上，右端放一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊，小物塊的質(zhì)量為m＝1.0 kg，當(dāng)彈簧處于原長時(shí)，小物塊靜止于O點(diǎn)?，F(xiàn)對(duì)小物塊施加一個(gè)外力F，使它緩慢移動(dòng)，將彈簧壓縮至A點(diǎn)，壓縮量為x＝0.1 m，在這一過程中，所用外力F與壓縮量的關(guān)系如圖乙所示．然后撤去F釋放小物塊，讓小物塊沿桌面運(yùn)動(dòng)，已知O點(diǎn)至桌邊B點(diǎn)的距離為L＝2x，水平桌面的高為h＝5.0 m，計(jì)算時(shí)，可用滑動(dòng)摩擦力近似等于最大靜摩擦力。(g取10 m/s2)求：,(1)在

23、壓縮彈簧的過程中，彈簧存貯的最大彈性勢能；(2)小物塊到達(dá)桌邊B點(diǎn)時(shí)速度的大?。?3)小物塊落地點(diǎn)與桌邊B的水平距離?！窘馕觥?(1)取向左為正方向，從F­x圖中可以看出，小物塊與桌面間的滑動(dòng)摩擦力大小為Ff＝1.0 N，方向?yàn)樨?fù)方向在壓縮過程中，摩擦力做功為Wf＝－Ffx＝－0.1 J由圖線與x軸所圍面積可得外力F做功為,【答案】 (1)2.3 J　(2)2 m/s　(3)2 m,利用動(dòng)能定理解決多過程問題【典

24、例】 (2014·合肥模擬)如圖所示，質(zhì)量為m＝1 kg的可視為質(zhì)點(diǎn)的小物體輕輕放在勻速運(yùn)動(dòng)的傳送帶上的P點(diǎn)，隨傳送帶運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)后水平拋出，小物體恰好無碰撞地沿圓弧切線從B點(diǎn)進(jìn)入豎直光滑圓弧軌道下滑，圓弧軌道與質(zhì)量為M＝2 kg的足夠長的小車左端在最低點(diǎn)O點(diǎn)相切，并在O點(diǎn)滑上小車，水平地面光滑，當(dāng)小物體運(yùn)動(dòng)到障礙物Q處時(shí)與Q發(fā)生無機(jī)械能損失的碰撞。,碰撞前小物體和小車已經(jīng)相對(duì)靜止，而小車可繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)(小物體始終在小車上)，小

25、車運(yùn)動(dòng)過程中和圓弧無相互作用。已知圓弧半徑R＝1.0 m，圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角θ為53°，A點(diǎn)距水平地面的高度h＝0.8 m，小物體與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.1，重力加速度g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6。試求：,(1)小物體離開A點(diǎn)的水平速度v1；(2)小物體經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力；(3)第一次碰撞后直至靜止，小物體相對(duì)小車的位移和小車做勻減速運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間。,變式訓(xùn)練

26、 在有大風(fēng)的情況下，一小球自A點(diǎn)豎直上拋，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示(小球的運(yùn)動(dòng)可看做豎直方向的豎直上拋運(yùn)動(dòng)和水平方向的初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng))，小球運(yùn)動(dòng)軌跡上的A、B兩點(diǎn)在同一水平直線上，M點(diǎn)為軌跡的最高點(diǎn)。若風(fēng)力的大小恒定，方向水平向右，小球在A點(diǎn)拋出時(shí)的動(dòng)能為4 J，在M點(diǎn)時(shí)它的動(dòng)能為2 J，落回到B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能記為EkB，小球上升時(shí)間記為t1，下落時(shí)間記為t2，不計(jì)其他阻力，則(　　)A．x1∶x2＝1∶3　　　　　　　

27、　B．t1＜t2C．EkB＝6 J D．EkB＝12 J,【答案】 AD,1．人通過滑輪將質(zhì)量為m的物體，沿粗糙的斜面由靜止開始勻加速地由底端拉上斜面，物體上升的高度為h，到達(dá)斜面頂端的速度為v，如圖所示。則在此過程中(　　),【答案】 B,2．如圖所示，光滑斜面的頂端固定一彈簧，一物體向右滑行，并沖上固定在地面上的斜面。設(shè)物體在斜面最低點(diǎn)A的速度為v

28、，壓縮彈簧至C點(diǎn)時(shí)彈簧最短，C點(diǎn)距地面高度為h，則物體從A到C的過程中彈簧彈力做功是(　　),【答案】 A,3．如圖所示，質(zhì)量相同的物體分別自斜面AC和BC的頂端由靜止開始下滑，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)都相同，物體滑到斜面底部C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為Ek1和Ek2，下滑過程中克服摩擦力所做的功分別為W1和W2，則(　　)A．Ek1＞Ek2　W1＜W2 B．Ek1＞Ek2　W1＝W2C．Ek1＝Ek2　W1＞W(wǎng)2

29、 D．Ek1＜Ek2　W1＞W(wǎng)2,【解析】 設(shè)斜面的傾角為θ，斜面的底邊長為x，則下滑過程中克服摩擦力做的功為W＝μmgcos θ·x/cos θ＝μmgx，所以兩種情況下克服摩擦力做的功相等。又由于B的高度比A低，所以由動(dòng)能定理可知Ek1＞Ek2。故選B?！敬鸢浮?B,4．如圖所示，一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)在半徑為R的半球形容器中(容器固定)由靜止開始自邊緣上的A點(diǎn)滑下，到達(dá)最低點(diǎn)B時(shí)，它對(duì)容器的正壓力為FN。重力加速

30、度為g，則質(zhì)點(diǎn)自A滑到B的過程中，摩擦力對(duì)其所做的功為(　　),【答案】 A,5．如圖所示，輕彈簧左端固定在豎直墻上，右端點(diǎn)在O位置。質(zhì)量為m的物塊A(可視為質(zhì)點(diǎn))以初速度v0從距O點(diǎn)右方x0的P點(diǎn)處向左運(yùn)動(dòng)，與彈簧接觸后壓縮彈簧，將彈簧右端壓到O′點(diǎn)位置后，A又被彈簧彈回，A離開彈簧后，恰好回到P點(diǎn)，物塊A與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。求：(1)物塊A從P點(diǎn)出發(fā)又回到P點(diǎn)的過程，克服摩擦力所做的功；(2)O點(diǎn)和O′點(diǎn)間的距離x