2025-2026学年高中物理鲁科版（2019）必修第二册 第一章 功和机械能 专题强化3　动能定理的应用 课件

DIYIZHANG第1章专题强化3　动能定理的应用1.会用动能定理求解变力做功问题(重点)。2.会用动能定理分析图像问题(重点)。3.能熟练用动能定理解决多过程问题(难点)。 学习目标一、用动能定理求解变力做功二、动能定理在图像问题中的应用专题强化练三、用动能定理解决多过程问题 内容索引用动能定理求解变力做功一1.变力做的功在某些问题中，由于力F的大小、方向变化，不能用W=Fscos α求出变力做的功，此时可用动能定理W=ΔEk求功。2.用动能定理求解变力做功的方法(1)分析物体的受力情况，确定做功过程中的哪些力是恒力，哪些力是变力。如果是恒力，写出恒力做功的表达式；如果是变力，用相应功的符号表示出变力做的功。(2)分析物体的运动过程，确定其初、末状态的动能。(3)运用动能定理列式求解。 √√   √ 　(2023·龙岩市高一期中)如图所示，一质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂于O点。第一次，小球在水平力的作用下，从平衡位置P点缓慢地移动到Q点，此时轻绳与竖直方向的夹角为θ，则水平力所做的功为　　　　　　 ；第二次，从平衡位置P点以大小为F、方向水平向右的恒力将小球移动到Q点，则力F所做的功为　　 　。(重力加速度大小为g) mgL(1-cos θ)FLsin θ第一次从P到Q点过程中，由动能定理可知-mgL(1-cos θ)+WF1=0解得WF1=mgL(1-cos θ)第二次从P到Q点过程中，由恒力做功的公式可知WF'=FLsin θ。应用动能定理解决变力做功的步骤1.分析物体的受力情况，确定哪些力是恒力，哪些力是变力，如果是恒力，写出恒力做功的表达式，如果是变力，用相应功的符号表示出变力所做的功。2.分析物体运动的初、末状态，求出动能的变化量。3.运用动能定理列式求解。返回动能定理在图像问题中的应用二1.首先看清楚图像的种类(如v-t图像、F-s图像、Ek-s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-s图像与s轴所包围“面积”求功，利用Ek-s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。　(2023·泉州市期末)如图甲所示，一质量为2 kg的物体放在水平面上，在水平推力F的作用下由静止开始运动。已知F随运动距离s变化的关系图像如图乙所示，物体与地面间的动摩擦因数为0.5，取g=10 m/s2，则物体运动的最大距离为A.8 m B.12 m C.20 m D.28 m√ 　(多选)(2023·永春一中高一月考)一质量为2 kg的物体静止在水平桌面上，在水平拉力F的作用下，沿水平方向运动2 s后撤去外力，其v-t图像如图所示，下列说法错误的是A.在0~2s内，合外力做的功为4 JB.在0~2 s内，合外力做的功为8 JC.在0~6 s内，摩擦力做的功为-8 JD.在0~6 s内，摩擦力做的功为-6 J√√ 返回用动能定理解决多过程问题三对于包含多个运动阶段的复杂运动过程，可以选择分段或全程应用动能定理。1.分段应用动能定理时，将复杂的过程分割成一个个子过程，对每个子过程的做功情况和初、末动能进行分析，然后针对每个子过程应用动能定理列式，最后联立求解。2.全程应用动能定理时，分析整个过程中出现过的各力的做功情况，确定整个过程中合外力做的总功，然后确定整个过程的初、末动能，针对整个过程利用动能定理列式求解。3.当题目已知量和所求量不涉及中间量时，选择全程应用动能定理更简单、更方便。4.在分段分析时，有些过程可以用牛顿运动定律，也可利用动能定理，动能定理往往比牛顿运动定律解题更简单方便，我们可优先采用动能定理解决问题。　(2023·南平市高一月考)如图所示，小物块在离斜面底端5 m处由静止开始下滑，然后滑到与斜面平滑连接的水平面上，若物块与斜面及水平面间的动摩擦因数μ均为0.5，斜面倾角为37°。(已知sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，g=10 m/s2)求：(1)物块滑到斜面底端时的速度大小；  (2)物块在水平面上滑行的距离。答案　2 m 返回专题强化练四对一对答案1234567891011考点一　用动能定理求解变力做功1.如图所示，物体沿曲面从A点无初速度滑下，滑至曲面的最低点B时，下滑的高度为5 m，速度为6 m/s，若物体的质量为1 kg，则下滑过程中物体克服阻力所做的功为(g取10 m/s2)A.50 J　　　　B.18 J　　　C.32 J　　　D.0√基础对点练 1234567891011答案2.(2023·福州一中高一期末)如图所示，木板AB的长为L，板的B端静止放有质量为m的小物体，物体与木板的动摩擦因数为μ。开始时木板水平，在缓慢转过一个小角度α的过程中，小物体始终保持与木板相对静止，重力加速度为g，则在这个过程中A.摩擦力对小物体做功为μmgLcos α·(1-cos α)B.重力对小物体做功为mgL·(1-cos α)C.弹力对小物体做功为mgLcos α·sin αD.木板AB对小物体做功为mgLsin α√1234567891011答案摩擦力的方向始终与物体的运动方向垂直，故摩擦力不做功，A错误；重力对小物体做功为WG=-mgLsin α，B错误；物体在转动的过程中重力和木板对物体的弹力做功，根据动能定理有WG+W弹=0，解得W弹=mgLsin α，C错误；摩擦力不做功，故木板AB对小物体做的功即为弹力做的功，故木板AB对小物体做功为mgLsin α，D正确。1234567891011答案 √1234567891011√答案 1234567891011答案考点二　动能定理与图像结合4.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√1234567891011答案 1234567891011答案5.(2023·厦门市高一期末)质量为1 kg的物体放在水平地面上，与水平地面间的动摩擦因数为μ=0.5，在水平拉力F的作用下，由静止开始做直线运动，拉力F和物体的位移s之间的关系如图所示，重力加速度g取10 m/s2，则A.0~1 m内，拉力做功为7.5 JB.0~1 m内，物体克服摩擦力做功为7.5 JC.0~2 m内，物体克服摩擦力做功为12.5 JD.0~2 m内，物体动能增加12.5 J√1234567891011答案 1234567891011答案6.(多选)(2023·上海市复旦中学高一期末)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，则下列说法正确的是A.物体运动的初速度大小为10 m/sB.物体所受的摩擦力大小为5 NC.物体运动的加速度大小为2.5 m/s2D.物体运动的时间为2 s√1234567891011√答案1234567891011 答案 √1234567891011答案设物体在AB段克服摩擦力所做的功为Wf，由动能定理可得mgR-μmgR-Wf=0，解得Wf=(1-μ)mgR，故选D。1234567891011答案8.(2024·北京十三中高一期中)如图所示为一滑梯的实物图，滑梯的斜面段长度L=5.0 m，高度h=3.0 m，为保证小朋友的安全，在水平面铺设安全地垫。水平段与斜面段平滑连接，小朋友在连接处速度大小不变。某小朋友从滑梯顶端由静止开始滑下，经斜面底端后水平滑行一段距离，停在水平地垫上。已知小朋友质量为m=20 kg，小朋友在斜面上受到的平均阻力f1=88 N，在水平段受到的平均阻力f2=100 N。不计空气阻力，取重力加速度g=10 m/s2。求：(1)小朋友在斜面滑下的过程中克服摩擦力做的功；1234567891011答案　440 J　答案1234567891011小朋友在斜面滑下的过程中克服摩擦力做的功为W克f1=f1L=88×5 J=440 J答案(2)小朋友滑到斜面底端时的速度v的大小；1234567891011答案　4 m/s　 答案(3)为使小朋友不滑出水平地垫，地垫的长度s至少多长。1234567891011答案　1.6 m 答案9.(多选)(2023·厦门一中高一期中)静止在粗糙水平地面上的物块，在恒定水平拉力的作用下开始运动，当位移为2s0时撤去外力，此时动能为Ek0，继续滑行s0后停下来，其动能随位移变化的关系如图所示。根据图像中已知信息，能确定的物理量是A.恒定水平拉力的大小B.物块与水平地面之间的动摩擦因数C.物块加速运动和减速运动的时间之比D.物块的质量大小√1234567891011能力综合练√答案 1234567891011答案10.(2023·莆田华侨中学高一期中)在沙坑的上方H高处，将质量为m的铅球以速度v竖直向上抛出，铅球落下后进入沙坑的深度为h。忽略空气阻力，重力加速度为g，铅球到达沙坑表面时，重力的功率为　 　 　　，进入沙坑后，沙子对铅球的平均阻力大小为　　　　 。 1234567891011  答案 1234567891011答案11.(2023·莆田一中高一检测)滑板运动是一项惊险刺激的运动，深受青少年的喜爱。图中ABCD为滑板的运动轨道，AB和CD是两段与水平面夹角均为θ的光滑斜面，底部与水平面平滑相接，粗糙水平段BC的长度L=5 m。一运动员从P点以v0=6 m/s的初速度下滑，经BC后冲上CD轨道，达到Q点时速度减为零。已知运动员连同滑板的质量m=70 kg，h=2 m，H=3 m，g取10 m/s2，求：(结果可带根号)(1)运动员第一次经过B点和C点的速度大小vB、vC；1234567891011 答案 1234567891011答案(2)滑板与BC之间的动摩擦因数μ；1234567891011答案　0.16 答案(3)运动员最后静止的位置与B点之间的距离s。1234567891011答案　3.75 m 返回答案