高中物理 第3章 动能的变化与机械功 3.3 动能定理的应用教师用书 沪科版必修.doc

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1、3．3动能定理的应用学习目标知识脉络1.知道应用动能定理解题的步骤，会运用动能定理解决实际问题．(重点)2．能用动能定理解决变力做功的问题．(难点)3．通过对实际问题的分析，体验物理规律在生产、生活中的应用.动能定理的应用1．应用动能定理解题的优越性应用动能定理分析问题，只需考虑物体初、末状态的动能与所做的功，而不必考虑物体的加速度和时间，因而往往比用牛顿定律和运动学规律更简捷．2．合力做功与动能变化方法一：方法二：3．由动能定理计算变力做功当变力对物体做功时，很难根据功的公式W＝Fs求出功，但根据做功与动能变化的关系就可以方便地求出功．

2、1．物体的动能不变化，则运动物体所受合外力为零．(×)2．如果物体所受合外力为零，则其动能一定不变化．(√)3．合外力做正功时，物体的动能一定增大．(√)英国传统跑车的代表品牌莲花以机器排量小，整车质量轻而著称，某型号汽车排量只有1.8L，重量为675kg，却可以经过5.9s加速到百公里时速．该跑车从静止到加速到100km/h，外力需对它做多少功？【提示】外力对它做的功等于跑车动能的增加量，故W＝mv2＝×675×2J＝2.6×105J.探讨1：物体下落时，随着速度的增大，所受空气阻力也逐渐增大，该过程动能定理还适用吗？【提示】适用．动能

3、定理对恒力做功、变力做功都适用．探讨2：将某物体斜向上抛出，若忽略空气阻力，它的速度大小怎么变化？【提示】物体只受重力作用，上升和下降过程中合力分别做负功和正功，故物体的速度先减小后增大．1．应用动能定理解题的步骤：(1)确定研究对象和研究过程(研究对象一般为单个物体或相对静止的物体组成的系统)．(2)对研究对象进行受力分析(注意哪些力做功或不做功)．(3)确定合外力对物体做的功(注意功的正负)．(4)确定物体的初、末动能(注意动能增量是末动能减初动能)．(5)根据动能定理列式、求解．2．动能定理与牛顿运动定律运动学公式结合法解题的比较：

4、牛顿运动定律运动学公式结合法动能定理适用情况只能研究在恒力作用下物体做直线运动的情况对于物体在恒力或变力作用下，物体做直线运动或曲线运动均适用应用条件要考虑运动过程的每一个细节只考虑各力的做功情况及初、末状态的动能运算方法矢量运算代数运算相同点确定研究对象，对物体进行受力分析和运动过程分析两种思路对比可以看出应用动能定理解题不涉及加速度、时间，不涉及矢量运算，运算简单，不易出错．3．应用技巧：(1)做变加速运动或曲线运动的物体常用动能定理研究．(2)当不涉及加速度、时间的计算时，做匀变速直线运动的物体也常用动能定理研究．1.(2014·大

5、纲全国卷)一物块沿倾角为θ的斜坡向上滑动．当物块的初速度为v时，上升的最大高度为H，如图331所示；当物块的初速度为时，上升的最大高度记为h.重力加速度大小为g.物块与斜坡间的动摩擦因数和h分别为()图331A．tanθ和B.tanθ和C．tanθ和D.tanθ和【解析】由动能定理有－mgH－μmgcosθ＝0－mv2－mgh－μmgcosθ＝0－m2解得μ＝tanθ，h＝，故D正确．【答案】D2．篮球比赛中一运动员在某次投蓝过程中对篮球做功为W，出手高度为h1，篮筐距地面高度为h2，球的质量为m，不计空气阻力，则篮球进筐时的动能为()A

6、．W＋mgh1－mgh2B．mgh2－mgh1－WC．mgh1＋mgh2－WD．W＋mgh2－mgh1【解析】投篮过程中，篮球上升的高度h＝h2－h1，根据动能定理得W－mgh＝Ek－0，故篮球进筐时的动能Ek＝W－mg(h2－h1)＝W＋mgh1－mgh2，A正确．【答案】A3．如图332所示，一根长为l1的橡皮条和一根长为l2的绳子(l1＜l2)悬于同一点，橡皮条的另一端系一A球，绳子的另一端系一B球，两球质量相等，现从悬线水平位置(绳拉直，橡皮条保持原长)将两球由静止释放，当两球摆至最低点时，橡皮条的长度与绳子长度相等，此时两球速度

7、的大小为()图332A．B球速度较大B．A球速度较大C．两球速度相等D．不能确定【解析】根据动能定理得，对A和橡皮条系统：mgl2－W＝mv，其中W为橡皮条对A做的功．对B：mgl2＝mv.显然vA＜vB，故A正确．【答案】A解决动力学问题的技巧动能定理与牛顿运动定律运动学公式结合法是解决力学问题的两种重要方法，有的问题既能用牛顿运动定律运动学公式结合法解决，也能用动能定理解决．(1)通常情况下，某问题若涉及时间或过程的细节，要用牛顿运动定律运动学公式结合法去解决；(2)某问题若不考虑具体细节、状态或时间，一般要用动能定理去解决．动能定理

8、在复杂过程中的应用如图333所示，AB为圆弧轨道，BC为水平直轨道，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，当它由轨道顶端A从静止开始下落时，恰好运