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第八章：专题2
动能定理的应用
高中物理必修第二册课件
主讲老师：xxx
高中物理必修第二册课件
直线运动
曲线运动
变力做功
标题文本预设
多过程问题
直线运动
第一类应用
高中物理必修第二册课件
例题精选
01.
【典例1】同一物体分别从高度相同，倾角不同的光滑斜面的顶端滑到底端时，相同的物理量是（　　）
A.动能 B.速度
C.速率 D.重力所做的功
【参考答案】ACD
【解析】
高中物理必修第二册课件
例题精选
02.
【典例2】如图，假设在某次比赛中运动员从10 m高处的跳台跳下，设水的平均阻力约为其重力的3.5倍，在粗略估算中，把运动员当做质点处理，为了保证运动员的人身安全，池水深度至少为（不计空气阻力）（　　）
A．5 m B．4 m
C．3.5 m D．3 m
【参考答案】B
高中物理必修第二册课件
例题解析
03.
【解析】设水深h，对运动全过程运用动能定理
解得池水深度至少为
故选B。
变式训练
04.
高中物理必修第二册课件
【变式1】物体在恒定水平推力F的作用下沿粗糙水平面由静止开始运动，发生位移s1后即撤去力F ，物体由运动一段距离后停止运动。整个过程的v–t图线如图所示。求推力F与阻力f的比值.
F
s1
s
0 1 2 3 4
v
t
练习解析
05.
高中物理必修第二册课件
【解法1】
由动能定理得 WF + Wf =0
即：Fs1 +（–fs）=0
由V–t图线知 s ：s1 = 4 ：1
所以 F ：f = s ：s1
结果：F ：f = 4 ：1
F
s1
s
0 1 2 3 4
v
t
练习解析
06.
高中物理必修第二册课件
撤去F前，由动能定理得 （F – f）s1 =
撤去F后，由动能定理得 – f(s –s1) = 0 –
两式相加得 Fs1 +（ –fs）= 0
由解法1知 F : f = 4 :1
【解法2】分段用动能定理
【解法3】牛顿定律结合匀变速直线运动规律（同学们自己尝试）
0 1 2 3 4
v
t
曲线运动
第二类应用
高中物理必修第二册课件
例题精选
01.
【典例3】某人从距地面25m高处水平抛出一小球，小球质量100g，出手时速度大小为10m/s,落地时速度大小为16m/s，取g=10m/s2，求：
（1）人抛球时对小球做多少功？
（2）小球在空中运动时克服阻力做功多少？
v0
h
v
人抛球：
球在空中：
得：W人=5J
得：Wf=17.2J
【解析】
变式训练
02.
高中物理必修第二册课件
【变式2】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的质点自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的正压力为2mg，重力加速度大小为g。质点自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为( )
练习解析
03.
高中物理必修第二册课件
FN = 2mg
【解析】
求变力做功
第三类应用
高中物理必修第二册课件
例题精选
01.
【典例4】质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂于O点，小球在水平拉力F的作用下，从平衡位置P点缓慢地移到Q点，则力F所做的功为( )
A. mgLcos B. mgL（1 – cos ）
C. FLsin D. FLcos

P
Q
F
s
T
mg
【解析】
由P到Q，由动能定理得：WF + WG = 0
即WF – mgL（1 –cos ）=0 得 WF = mgL（1 – cos ）
【参考答案】B
变式训练
02.
高中物理必修第二册课件
【变式3】如图所示，直角杆AOB位于竖直平面内，OA水平，OB竖直且光滑，用不可伸长的轻细绳相连的两小球a和b分别套在OA和OB杆上，b球的质量为1kg，在作用于a球的水平拉力F的作用下，a、b均处于静止状态。此时a球到О点的距离=0.3m。b球到О点的距离h=0.4m。改变力F的大小，使a球向右加速运动，已知a球向右运动0.1m时速度大小为6m/s。g=10m/s2，则在此过程中绳对b球的拉力所做的功为（　　）
A．33J B．32J
C．19J D．10J
【参考答案】A
练习解析
03.
高中物理必修第二册课件
【解析】a球向右运动0.1m时，由几何关系得，b上升距离为
此时细绳与水平方向夹角的正切值为
可知
由运动的合成与分解知识可知：可得
以b球为研究对象，由动能定理得
代入数据解得，故选A。
多过程问题
第四类应用
高中物理必修第二册课件
例题精选
01.
【典例5】如图，两块弹性挡板竖直固定在水平地面上，相距，一个小木块（体积很小，可视为质点）从两块挡板正中间开始以初速度向右运动，木块与地面之间的动摩擦因数为0.2，重力加速度g取，每次木块与挡板碰撞后，都会以原速率反弹，则最终木块停止的位置与左边挡板距离为（ ）
A． B．
C． D．
【参考答案】C
例题解析
02.
高中物理必修第二册课件
【解析】从开始至停下，根据动能定理可得
得运动的总路程s=25m,因
故停下位置距离左边挡板距离x=L-5m=3m
故选C。
变式训练
03.
高中物理必修第二册课件
【变式4】高山滑雪是冬季奥运会重要的比赛项目之一，图甲是一名滑雪运动员在比赛过程中的情景，图乙为运动员比赛中的示意图，在图乙中，当运动员运动到比坡底高的点时，速度为，此后继续下滑至水平雪地上点停下，运动员自身和所有装备的总质量为，在斜坡上受到的阻力为其重力的，斜坡倾角为，忽略运动员在点时的机械能损失，重力加速度取，，求：
（1）运动员在点时重力的瞬时功率大小；
（2）若间的距离为，则运动员在段受到的平均阻力大小。
练习解析
04.
高中物理必修第二册课件
【答案】（1）4800W；（2）
【解析】（1）运动员在点时重力的瞬时功率
（2）设运动员受到的平均阻力为，运动员由运动到点时，根据动能定理
解得
多过程问题的解题策略
05.
高中物理必修第二册课件
应用动能定理求解多过程问题可从以下几点入手：
首先需要建立运动模型，选择一个、几个或全过程研究．涉及重力、大小恒定的阻力或摩擦力做功时，需注意重力的功取决于物体的初、末位置，与路径无关；大小恒定的阻力或摩擦力的功等于力的大小与路程的乘积．专注过程与过程的连接状态的受力特征与运动特征(比如：速度、加速度或位移)．列整体(或分过程)的动能定理方程．
动能定理与牛顿第二定律的对比
06.
高中物理必修第二册课件
牛顿第二定律是矢量式，反映的是力与加速度的瞬时关系；
动能定理是标量式，反映做功过程中总功与始末状态动能变化的关系。
动能定理和牛顿第二定律是研究物体运动问题的两种不同的方法。
动能定理不涉及物体运动过程中的加速度和时间，对变力做功和
多过程问题用动能定理处理问题有时很方便。
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