高中物理新教材同步必修第二册课件+讲义 第8章 专题强化　动能定理的应用(一)

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高中物理新教材同步课件必修第二册高中物理新教材特点分析（一）趣味性强，激发学生学习兴趣 在新时代教育制度的改革深化下，学生对于物理课程内容的学习兴趣可以带动学生不断地进行探究。物理课程教学引入趣味性较高的新教材内容，充实物理课堂，引入信息技术，利用多媒体等新时代信息化的教学手段，利用更加直观、动态化的、可观察的教学手段，向学生们展示物理教学课程当中那些抽象的知识点，不断地吸引学生们的好奇心与兴趣力，让学生在物理课堂上能够充分感受到物理的魅力所在。（二）实践性高，高效落实理论学习 在现代化教育课程的背景之下，新课程改革理念越来越融入生活与学习的方方面面，新教材逐步的显现出强大影响力。（三）灵活性强，助力课程目标达成 随着教育制度体系的改革，通过新时代新教材内容的融入，教师不断地革新教学手段，整合线上以及线下的教育资源内容，可以为物理课堂增添新的活力与生机。第八章DONGNENGDINGLIDEYINGYONG(YI)专题强化　动能定理的应用(一)探究重点 提升素养 / 专题强化练 1.进一步理解动能定理，会利用动能定理分析变力做功问题.2.会利用动能定理分析相关的图像问题.学习目标内容索引探究重点　提升素养Part　1一、利用动能定理求变力做功1.动能定理不仅适用于求恒力做的功，也适用于求变力做的功，同时因为不涉及变力作用的过程分析，应用非常方便.2.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＝ΔEk.物体在曲面上的受力情况为：受重力、弹力和摩擦力，其中弹力不做功.设摩擦力做功为Wf，由A→B根据动能定理得解得Wf＝－32 J.故物体在下滑过程中克服阻力所做的功为32 J. 如图所示，物体(可看成质点)沿一曲面从A点无初速度下滑，当滑至曲面的最低点B点时，下滑的竖直高度h＝5 m，此时物体的速度v＝6 m/s.若物体的质量m＝1 kg，g取10 m/s2，求物体在下滑过程中克服阻力所做的功.例1答案　32 J如图所示，光滑斜面的顶端固定一弹簧，一质量为m的小球向右滑行，并冲上固定在水平地面上的斜面.设小球在斜面最低点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，重力加速度为g，则从A到C的过程中弹簧弹力做的功是√小球从P到Q的过程中，由动能定理得W－mgl(1－cos θ)＝0，即W＝mgl(1－cos θ)； (2021·宿迁市高一期末)如图所示，一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点的正下方P点.球在水平拉力的作用下，在竖直平面内从P点缓慢地移动到Q点，此时轻绳与竖直方向夹角为θ.已知重力加速度为g.(1)求在此过程中水平拉力做的功W；例2答案　mgl(1－cos θ)(2)若小球在水平拉力F＝mg作用下，从P点运动到Q点，求小球在Q点的速度大小.二、动能定理在图像中的应用动能定理与图像结合问题的分析方法：1.首先看清楚图像的种类(如v－t图像、F－x图像、Ek－x图像等).2.挖掘图像的隐含条件，求出所需物理量，如利用v－t图像与t轴所包围“面积”求位移，利用F－x图像与x轴所包围“面积”求功，利用Ek－x图像的斜率求合力等.3.再分析还有哪些力做功，根据动能定理列方程，求出相应的物理量. (多选)在平直的公路上，汽车由静止开始做匀加速运动.当速度达到vm后，立即关闭发动机滑行直至停止.v－t图像如图所示，汽车的牵引力大小为F1，摩擦力大小为F2，全过程中，牵引力做的功为W1，克服摩擦力做功为W2.以下关系式正确的是A.F1∶F2＝1∶3 B.F1∶F2＝4∶3C.W1∶W2＝1∶1 D.W1∶W2＝1∶3例3√√对全过程由动能定理可知W1－W2＝0，故W1∶W2＝1∶1，故C正确，D错误；W1＝F1s，W2＝F2s′，由题图可知s∶s′＝3∶4，所以F1∶F2＝4∶3，故A错误，B正确. (多选)(2021·辽宁高一期末)质量为1.0 kg的物体以某一水平初速度在水平面上滑行，由于摩擦力的作用，其动能随位移变化的情况如图所示，g取10 m/s2，则下列判断正确的是A.物体与水平面间的动摩擦因数为0.2B.物体与水平面间的动摩擦因数为0.3C.物体滑行的总时间为2 sD.物体滑行的总时间为4 s例4√√根据动能定理得－μmgx＝ΔEk解得μ＝0.2，A正确，B错误；C正确，D错误.返回专题强化练Part　21.物体沿直线运动的v－t图像如图所示，已知在第1 s内合力对物体做功为W，则A.从第1 s末到第3 s末合力做功为4WB.从第3 s末到第5 s末合力做功为－2WC.从第5 s末到第7 s末合力做功为WD.从第3 s末到第4 s末合力做功为－0.5W√123456789101112由题图可知物体速度变化情况，根据动能定理得从第1 s末到第3 s末：从第3 s末到第5 s末：123456789101112从第5 s末到第7 s末：从第3 s末到第4 s末：1234567891011122.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与一水平轻弹簧O端相距s，如图所示.已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，物体与弹簧接触后，弹簧的最大压缩量为x，重力加速度为g，则从开始接触到弹簧被压缩至最短(弹簧始终在弹性限度内)，物体克服弹簧弹力所做的功为√1234567891011121234567891011123.如图所示为一水平的转台，半径为R，一质量为m的滑块放在转台的边缘，已知滑块与转台间的动摩擦因数为μ，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.若转台的转速由零逐渐增大，当滑块在转台上刚好发生相对滑动时，转台对滑块所做的功为A. μmgR B.2πmgRC.2μmgR D.0√1234567891011121234567891011124.如图所示，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的小球自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的压力为2mg，重力加速度大小为g.小球自P点滑到Q点的过程中，克服摩擦力所做的功为√1234567891011121234567891011125.如图所示，运动员把质量为m的足球从水平地面踢出，足球在空中到达的最高点的高度为h，在最高点时的速度为v，不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法中正确的是√123456789101112123456789101112足球上升过程中重力做负功，WG＝－mgh，B、D错误；6.如图所示，AB为四分之一圆弧轨道，BC为水平直轨道，两轨道在B点平滑连接，圆弧的半径为R，BC的长度也是R.一质量为m的物体，与两个轨道间的动摩擦因数都为μ，它由轨道顶端A从静止开始下滑，恰好运动到C处停止，不计空气阻力，重力加速度为g，那么物体在AB段克服摩擦力所做的功为√123456789101112设物体在AB段克服摩擦力所做的功为WAB，对物体从A到C的全过程，由动能定理得mgR－WAB－μmgR＝0，故WAB＝mgR－μmgR＝(1－μ)mgR.故选D.1234567891011127.(2022·上海市复旦中学高一期中)质量为2 kg的物体以50 J的初动能在粗糙的水平面上滑行，其动能的变化与位移的关系如图所示，则该物体在水平面上滑行的时间为√123456789101112123456789101112由题图图像知末动能Ek2＝0初动能Ek1＝50 J根据动能定理得Ffx＝Ek2－Ek1解得Ff＝－5 N123456789101112由牛顿第二定律得，物体的加速度为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，如图所示，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迹的最低点，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，已知重力加速度为g，则在此过程中小球克服空气阻力所做的功是√123456789101112小球通过最低点时，设绳的张力为FT，则小球恰好通过最高点，绳子拉力为零，则有小球从最低点运动到最高点的过程中，由动能定理得1234567891011129.如图(a)所示，一物块以一定初速度沿倾角为30°的固定斜面上滑，运动过程中摩擦力大小Ff恒定，物块动能Ek与运动路程s的关系如图(b)所示.重力加速度大小取10 m/s2，物块质量m和所受摩擦力大小Ff分别为A.m＝0.7 kg，Ff＝0.5 N B.m＝0.7 kg，Ff＝1.0 NC.m＝0.8 kg，Ff＝0.5 N D.m＝0.8 kg，Ff＝1.0 N123456789101112√0～10 m内物块上滑，由动能定理得－mgsin 30°·s－Ffs＝Ek－Ek0整理得Ek＝Ek0－(mgsin 30°＋Ff)s结合0～10 m内的图像得，斜率的绝对值|k|＝mgsin 30°＋Ff＝4 N同理，对10～20 m内物块下滑过程有斜率k′＝mgsin 30°－Ff＝3 N联立解得Ff＝0.5 N，m＝0.7 kg，故选A.12345678910111210.有一个竖直放置的固定圆形轨道，半径为R，由左右两部分组成.如图所示，右半部分AEB是光滑的，左半部分BFA是粗糙的.现在最低点A给质量为m的小球一个水平向右的初速度v0，使小球沿轨道恰好能过最高点B.小球沿BFA回到A点时对轨道的压力为4mg.不计空气阻力，重力加速度为g.求：(1)小球的初速度v0的大小；123456789101112小球沿AEB轨道恰好通过B点，由牛顿第二定律有123456789101112(2)小球沿BFA回到A点时的速度大小；由于小球沿BFA回到A点时对轨道压力为4mg，由牛顿第三定律知轨道对小球的支持力大小为4mg.123456789101112解得W克f＝mgR.(3)小球由B经F回到A的过程中克服摩擦力所做的功.答案　mgR123456789101112答案　2 m/s11.如图所示，运输机器人水平推着小车沿水平地面从静止开始运动，机器人对小车和货物做功的功率恒为40 W，已知小车和货物的总质量为20 kg，小车受到的阻力为小车和货物重力的 ，小车向前运动了10 s达到最大速度，重力加速度g取10 m/s2.求：(1)小车运动的最大速度的大小；当牵引力等于阻力时小车的速度达到最大123456789101112W＝Pt＝40×10 J＝400 J.答案　400 J(2)机器人在这段时间对小车和货物做的功；123456789101112根据动能定理得：答案　18 m(3)小车在这段时间内的位移大小.123456789101112解得x＝18 m所以小车在这段时间内的位移大小为18 m.12345678910111212.(2021·江苏省外国语学校高一期中)如图甲所示，一质量为4 kg的物体静止在水平地面上，让物体在水平推力F作用下开始运动，推力F随位移x变化的关系如图乙所示，已知物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.5(g取10 m/s2).求：(1)水平推力F在前4 m内做的功；答案　200 J　123456789101112由F－x图像可知推力对物体做的总功等于F－x图像与坐标轴围成的面积，由动能定理得WF－μmgxmax＝0，代入数据得xmax＝10 m123456789101112(2)物体的最大滑行距离；答案　10 m123456789101112(3)物体在运动过程中的最大速度.答案　8 m/s当物体所受合力为零时，物体的速度最大，即F＝Ff时，结合图线可知100 N－25x＝20 N，解得x＝3.2 m，F－x图线与坐标轴围成图形的面积等于推力对物体做功，设物体的最大速度为vm，123456789101112由图像可知，物体速度最大时，123456789101112从物体开始运动到速度最大过程，对物体，代入数据解得vm＝8 m/s.返回