高中物理7.动能和动能定理教学设计

例1：如图所示，一根长为L的细绳，一端悬挂在天花板上，另一端拴一质量为m的小球，将小球拉至与竖直方向成60°角的位置A，不计空气阻力，由静止释放小球，试小球摆到最低点B的速度为多大？

例2：游乐场的过山车的运行过程可以抽象为图3所示模型．弧形轨道的下端与圆轨道相接，使小球从弧形轨道上端A点静止滑下，进入圆轨道后沿圆轨道运动，最后离开．试分析A点离地面的高度h至少要多大，小球才可以顺利通过圆轨道最高点(已知圆轨道的半径为R，不考虑摩擦等阻力)．

（拓展探究）(1)上题中小球刚过圆轨道最低点时，对轨道的压力是多大？

(2)实际的过山车，由于轨道摩擦阻力的存在，释放点A的高度h比理论值要大些．若h＝3.5R时，过山车恰好顺利通过圆轨道最高点，那么，过山车从A点运动到圆轨道最高点的过程中克服摩擦阻力做的功是多少？

例3：如图所示,AB与CD为两个对称斜面,其上部都足够长,下部分别与一个光滑的圆弧面的两端相切,圆弧圆心角为120°,半径R=2.0 m.一个质量为2 kg的物体在离弧底E高度为h=3.0 m处,以初速度v0=4 m/s沿斜面运动,物体与两斜面的动摩擦因数均为μ=0.2.求:物体在两斜面上（不包括圆弧部分）一共能运动多少路程?（g=10 m/s2）

例4：如图所示，位于竖直平面内的光滑轨道，由一段倾斜的轨道和与之相切的圆形轨道连接而成，圆形轨道的半径为R.一质量为m的小物块从斜轨道上某处由静止开始下滑，然后沿圆形轨道运动．要求物块能通过圆形轨道最高点，且在该最高点与轨道间的压力不能超过5mg(g为重力加速度)．求物块初始位置相对于圆形轨道底部的高度h的取值范围．

巩固练习：

1.下列关于作用力和反作用力做功的问题中，说法正确的是（    ）

A、作用力做功，反作用力也必定做功；

B、作用力做正功，反作用力一定做负功；

C、作用力做功数值一定等于反作用力做功数值；

D、只根据作用力的做功情况，不能判断反作用的做功情况

2.一质量为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，从平衡位置缓慢地移到Q点，如图所示，则此过程中力F所做的功为（     ）

A.mglcosθ    B.Flsinθ

C.      D.

3. 一足球运动员将质量为l kg的足球由静止以10m/s的速度用力踢出，假设运动员踢球瞬间的平均作用力为200N，球在水平方向上运动了30m停止，则人对球所做的功为（　　）

A.50J       　　B.500J       C.200J       　　D.6000J

4 .一物体由H高处自由落下，当物体的动能等于势能时，物体所经历的时间为；（　　）

 A． B．   C．    D．

5. 如图所示，用同种材料制成的一个轨道ABC，AB段为四分之一圆弧，半径为R，水平放置的BC段长为R。一个物块质量为m，与轨道的动摩擦因数为μ，它由轨道顶端A从静止开始下滑，恰好运动到C端停止，物块在AB段克服摩擦力做功为（   ）

A. μmgR      B. (1－μ)mgR     

     C. πμmgR/2       D. mgR

6．一质量为m的物体在水平恒力F的作用下沿水平面运动，在t0时刻撤去力F，其v-t图象如图所示。已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，则下列关于力F的大小和力F做的功W的大小关系式，正确的是

A.      B. 

C.        D.

7．水平面上的甲、乙两物体，在某时刻动能相同，它们仅在摩擦力作用下逐渐停下来，图中，a、b分别表示甲、乙的动能E和位移s的图象，下列说法正确的是（　　）

A.若甲和乙与水平面的动摩擦因数相同，则甲的质量一定比乙大

B.若甲和乙与水平面的动摩擦因数相同，则甲的质量一定比乙小

C.若甲和乙的质量相等，则甲和地面的动摩擦因数和乙相等

D.若甲和乙的质量相等，则甲和地面的动摩擦因数一定比乙小

8、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，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，此后小球继续做圆周运动，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．mgR/4                 B．mgR/3

    C．mgR/2                 D．mgR

9．如图所示,固定的光滑竖直杆上套着一个滑块,用轻绳系着滑块绕过光滑的定滑轮,以大小恒定的拉力F拉绳,使滑块从A点起由静止开始上升.若从A点上升至B点和从B 点上升至C 点的过程中拉力F做的功分别为W1、W2,滑块经B、C两点时的动能分别为EkB、EkC图中AB=BC,则一定有(   a   )

A、Wl 〉W2     B、Wl〈 W2

C、EkB 〉EkC    D、EkB 〈 EkC

10．如图11所示，半径为的半圆光滑轨道固定在水平地面上。、点在同一竖直直线上。质量为的小球以某一速度从点运动到点进入轨道，小球与水平地面间的动摩擦因数为，它经过最高点飞出后又能落回到点，=2。求小球在点时的速度的大小。

11.如图示，摩托车做腾跃特技表演，以v0=10m/s的初速度冲上顶部水平的高台，然后从高台水平飞出，若摩托车冲向高台过程中以额定功率1.8kw行驶，所经时间为16s，人和车的总质量为180kg，台高h=6m，不计空气阻力，不计摩擦产生的热量（g取10m/s20求：摩托车飞出的水平距离S是多少？

12．如图所示， 光滑的水平轨道与光滑半圆轨道相切，圆轨道半径R＝0.4 m．一个小球停放在水平轨道上，现给小球一个v0＝5 m/s的初速度，求：(g取10 m/s2)

(1)小球从C点飞出时的速度．

(2)小球到达C点时，对轨道的作用力是小球重力的几倍？

(3)小球从C点抛出后，经多长时间落地？

(4)落地时速度有多大？

13. 如图所示，质量为m的物体，以某一初速度从A点向下沿光滑轨道运动，不计空气阻力，若物体通过B点时的速率为，求：

（1）物体在A点时的速度；（2）物体离开C点后还能上升多高。

参考答案3

例2：答案　2.5R

（拓展探究）答案　(1)6mg　(2)mgR

例3：２８ｍ

10.（５ｇＲ＋４ｇＲ）１／２　

11、解：摩托车冲点过程，由动能定理：

代入取据得 

飞出后做平抛运动：

由以上两式得  m

12. 答案　(1)3 m/s　(2)1.25倍　(3)0.4 s　(4)v0