沪教版高中物理必修二第3讲：动能定理（教师版）——公主坟陈亚光.doc

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1、动能定理____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1.理解动能定理的分析过程。2.学会运用动量定理功能关系解决综合性问题。动能定理1.动能定理：作用在物体上的合外力的功等于物体动能的变化，WEEE.k2k1k（1）动能定理的表达式是标量式.（2）动能定理中的初末速度v、v是相对同一参考

2、系的速度．12（3）动能定理可以应用于单一物体，也可以用于能够看成单一物体的物体系.（4）动能定理适用于物体的直线运动、曲线运动、恒力做功、变力做功．力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以分段作用，只要求出在作用过程中各力做功的多少和正负即可，这些正是应用动能定理解题的优越性所在．（5）若物体的运动过程包含几个不同过程，那么可以分段应用动能定理，也可把全过程作为一个整体来处理.（6）动能定理中的力包含了物体所受到的所有外力，包含了所有性质的力.若对一个整体使用动能定理，一定要分清哪些力是内力，哪些力是外力.（7）一个物体的动能变化E与合外力对物体所做功W具有等量代换

3、关系，据此可以计算变力做功．k2.功能关系1（1）功是能量转化的量度，做功的过程就是能量转化的过程，做了多少功，就有多少能量发生了变化，不同形式的能的变化对应着不同力的功．例如，动能的变化要用合力的功（所有力做功的代数和）来量度，重力势能的变化要用重力的功来量度，电势能的变化要用电场力的功来量度，机械能的变化要用除重力之外的力的功来量度，等等．（2）常见的几种功能关系①一个物体的动能变化E与合外力对物体所做的功W有等量代换关系，这种等量代换关系为计算k变力做功提供了一种简便的方法.②重力做功大小与重力势能改变量相等.重力做正功，重力势能减小；重力做负功，重力势能增大.③弹

4、力做功大小与弹性势能改变量相等.弹力做正功，弹性势能减小；弹力做负功，弹性势能增大.④重力和弹力之外的力对物体做的功等于物体机械能的变化.⑤摩擦力做功与能量转化.静摩擦力做功过程中，只有机械能的相互转移，没有机械能转化为其它形式的能；一对滑动摩擦力所做的总功是系统由于摩擦力做功而损失的机械能.类型一：功能关系例1．如图所示，质量为m的物块与转台之间的动摩擦因数为μ，物体与转轴相距R，物块随转台由静止开始转动，当转速增加到某值时，物块即将在转台上滑动，此时转台已开始做匀速运动，在这一过程中，摩擦力对物体做的功为A．0B．2πμmgRC．2μmgRD．μmgR／22v121解析

5、：当物块随转台匀速运动时，μmg＝m知，mv＝μmgR．由动能R22112定理知：摩擦力Ff的功Wf＝mv－0＝μmgR．22答案：D类型二:运用动能定理解决圆周运动问题例2．如图所示，在一个光滑水平面的中心开一个小孔O，穿一根细绳，在其一端系一小球，另一端用力F向下拉着，使小球在水平面上以半径r做匀速圆周运动，现慢慢增大拉力，使小球运动半径r逐渐减小，当拉力由F变为8F时，小球运动半径由r变成，在此过2程中，拉力对小球做的功为A．0B．FrC．4.5FrD．1.5Fr解析：由向心力公式得22vF＝1①mr2v2m8F＝1②r2由动能定理得1212W＝mv2mv1③22由

6、①②③求得W＝1.5Fr答案：D类型三：动能定理平抛结合问题例3．（2014·福建卷Ⅰ）图为某游乐场内水上滑梯轨道示意图，整个轨道在同一竖直平面内，表面粗糙的AB段轨道与四分之一光滑圆弧轨道BC在B点水平相切．点A距水面的高度为H，圆弧轨道BC的半径为R，圆心O恰在水面．一质量为m的游客(视为质点)可从轨道AB的任意位置滑下，不计空气阻力．(1)若游客从A点由静止开始滑下，到B点时沿切线方向滑离轨道落在水面上的D点，OD＝2R，求游客滑到B点时的速度vB大小及运动过程轨道摩擦力对其所做的功Wf；(2)若游客从AB段某处滑下，恰好停在B点，又因受到微小扰动，继续沿圆弧轨道滑到

7、P点后滑离轨道，求P点离水面的高度h.(提示：在圆周运动过程中任一点，质点所受的向心力与其速率的关系为F向＝2vm)R解析：(1)游客从B点做平抛运动，有2R＝vBt①12R＝gt②2由①②式得vB＝2gR③从A到B，根据动能定理，有12mg(H－R)＋Wf＝mvB－0④2由③④式得Wf＝－(mgH－2mgR)⑤(2)设OP与OB间夹角为θ，游客在P点时的速度为vP，受到的支持力为N，从B到P由机械能守恒定律，有12mg(R－Rcosθ)＝mvP－0⑥22vP过P点时，根据向心力公式，有mgcosθ－N＝m⑦RN＝