高中物理：实验二十三变力做功的动能定理
动能定理求变力做功汇总课件
出来，得到变力所做的功。
实例分析一：弹簧力做功问题
确定弹簧力的变化规律
求解弹簧力做功
根据胡克定律，弹簧力F与弹簧的形变 量x成正比，即F=kx。
将弹簧力在位移上的积累效应计算出 来，得到弹簧力所做的功。
运用动能定理
设物体的初速度为v1，末速度为v2， 通过运用动能定理，可以求出弹簧力 所做的功。
在解决变力做功问题时，动能定理提供了一个简便的方法，可以将变力的冲量转化 为动能的变化，从而简化了问题的解决过程。
动能定理在解决实际问题中具有广泛的应用，例如在工程、航天、军事等领域中， 都需要用到动能定理来计算变力做功。
动能定理在未来的应用前景
随着科技的发展，动能定理的应 用前景将更加广阔。
在新能源、环保、医疗等领域中， 动能定理都有重要的应用价值。
理解如何利用动能定 理求变力所做的功。
02 动能定理概述
动能定理定义
总结词
动能定理是描述物体动能变化的定理， 其定义是合外力的功等于物体动能的变 化量。
VS
详细描述
动能定理是物理学中一个重要的定理，它 描述了物体的动能如何随外力做功而变化。 具体来说，如果一个物体受到合外力的作 用，并且这个合外力对物体做了功，那么 这个功就等于物体动能的增量。数学表达 式为：W = ΔE_k。其中，W表示合外力 做的功，ΔE_k表示物体动能的增量。
04 动能定理在变力做功中 的应用
变力做功的求解步骤
确定物体运动过程
首先需要明确物体在整个过程 中的运动情况，包括初速度、 末速度、加速度等。
确定变力的变化规律
分析变力的变化规律，找出力 随时间或位移变化的函数关系。
3_1变力的功 动能定理
外力功
内力功
3-1
变力的功 动能定理
第三章功能原理和机械能守恒定律
对质点系, 对质点系,有
∑A =∑A
i
(e) i
+ ∑ A = Ekb Eka = Ek
(i ) i
n
动能增量
n 1 1 2 2 Ek = Ekb Eka = ∑ mi vib ∑ mi via i =1 2 i =1 2 (e) (i) 质点系动能定理 质点系动能定理 A + A = Ekb Eka
v v v v dAi = f ij dri ; dA j = f ji dr j
dA = dAi + dA j v v v v v r v r v v = f ij dri + f ji drj o Q f ij = f ji v v v v v v v v ∴ dA = f ij (dri drj ) = f ij d (ri rj ) = f ij drij
质点系的动能定理 质点系的动能定理 作用于质点系中各个质点上的外 力和内力所做的功的代数和,等于质点系动能的增量. 力和内力所做的功的代数和,等于质点系动能的增量. 注意 内力可以改变质点系的动能
3-1
变力的功 动能定理
第三章功能原理和机械能守恒定律
注意
功是过程量, 是能量变化的量度; (1) 功是过程量, 是能量变化的量度 ; 动能是状态 是运动状态的单值函数. 量 , 是运动状态的单值函数 . 它们的单位和量 纲相同. 纲相同. 动能定理由牛顿第二定律导出, (2) 动能定理由牛顿第二定律导出, 只适用于惯性 参考系, 动能也与参考系有关. 参考系, 动能也与参考系有关.
v dri
v dr θ
高考物理模型101专题讲练：第29讲 变力做功的6种计算方法
第29讲变力做功的6种计算方法一．知识回顾方法举例说法1.应用动能定理用力F把小球从A处缓慢拉到B处，F做功为W F，则有：W F－mgL(1－cosθ)＝0，得W F＝mgL(1－cosθ)2.微元法质量为m的木块在水平面内做圆周运动，运动一周克服摩擦力做功W f＝F f·Δx1＋F f·Δx2＋F f·Δx3＋…＝F f(Δx1＋Δx2＋Δx3＋…)＝F f·2πR3.等效转换法恒力F把物块从A拉到B，绳子对物块做功W＝F·⎝⎛⎭⎪⎫hsinα－hsinβ4.平均力法弹簧由伸长x1被继续拉至伸长x2的过程中，克服弹力做功W＝kx1＋kx22·(x2－x1)6.图像法在Fx图像中，图线与x轴所围“面积”的代数和就表示力F在这段位移上所做的功7.功率法汽车恒定功率为P，在时间内牵引力做的功W=Pt二.例题精析题型一：应用动能定理例1．如图所示，质量均为m的木块A和B，用一个劲度系数为k的竖直轻质弹簧连接，最初系统静止，重力加速度为g，现在用力F向上缓慢拉A直到B刚好要离开地面，则这一过程中弹性势能的变化量△E p和力F做的功W分别为（）A ．m 2g 2k，m 2g 2kB ．m 2g 2k，2m 2g 2kC ．0，m 2g 2kD ．0，2m 2g 2k题型二：微元法例2．在水平面上，有一弯曲的槽道AB ，槽道有半径分别为R 2和R 的两个半圆构成，现用大小恒为F 的拉力将一光滑小球从A 点沿槽道拉至B 点，若拉力F 的方向时时刻刻均与小球运动方向一致，则此过程中拉力所做的功为（ ）A ．0B ．FRC ．32πFRD ．2πFR题型三：等效转换法例3．如图所示，轻绳一端受到大小为F 的水平恒力作用，另一端通过定滑轮与质量为m 、可视为质点的小物块相连。
开始时绳与水平方向的夹角为θ，当小物块从水平面上的A 点被拖动到水平面上的B 点时，位移为L ，随后从B 点沿斜面被拖动到定滑轮O 处，BO 间距离也为L ，小物块与水平面及斜面间的动摩擦因数均为μ，若小物块从A 点运动到B 点的过程中，F 对小物块做的功为W F ，小物块在BO 段运动过程中克服摩擦力做的功为W f ，则以下结果正确的是（ ）A ．W F ＝FL （2cos θ﹣1）B ．W F ＝2FLcos θC ．W f ＝μmgLcos θD ．W f ＝FL ﹣mgLsin2θ题型四：平均值法例4．当前，我国某些贫困地区的日常用水仍然依靠井水。
巧用动能定理求变力的功
第28点巧用动能定理求变力的功利用动能定理求变力的功通常有以下两种情况：1．如果物体只受到一个变力的作用，那么W＝E k2－E k1.只要求出做功过程中物体的动能变化量ΔE k，也就等于知道了这个过程中变力所做的功．2．如果物体同时受到几个力作用，但是其中只有一个力F1是变力，其他的力都是恒力，则可以先用恒力做功的公式求出这几个恒力所做的功，然后再运用动能定理来间接求变力做的功：W1＋W其他＝ΔE k.对点例题如图1所示，质量m＝60 kg的高山滑雪运动员，从A点由静止开始沿滑道滑下，然后由B点水平飞出，最后落在斜坡上的C点．已知BC连线与水平方向夹角θ＝37°，A、B两点间的高度差为h AB＝25 m，B、C两点间的距离为L＝75 m，(不计空气阻力，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求：图1(1)运动员从B点飞出时的速度v B的大小．(2)运动员从A滑到B的过程中克服摩擦力所做的功．解题指导运动员从A点滑下后，由B点水平飞出做平抛运动，先根据平抛运动的规律求出运动员飞离B点时的速度v B，然后对AB段运用动能定理求克服摩擦力所做的功．(1)设由B到C平抛运动的时间为t竖直方向：h BC＝L sin 37°＝12gt2水平方向：L cos 37°＝v B t代入数据，解得v B＝20 m/s.(2)A到B过程由动能定理有mgh AB＋W f＝12m v2B代入数据，解得W f＝－3 000 J，运动员克服摩擦力所做的功为3 000 J 答案(1)20 m/s(2)3 000 J在离地面高为h 处竖直上抛一质量为m 的物块，抛出时的速度为v 0，当它落到地面时速度为v ，用g 表示重力加速度，则在此过程中物块克服空气阻力所做的功等于( )A ．mgh －12m v 2－12m v 20B ．－12m v 2－12m v 20－mgh C ．mgh ＋12m v 20－12m v 2 D ．mgh ＋12m v 2－12m v 20答案 C解析 选取物体从刚抛出到正好落地，由动能定理可得：mgh －W f 克＝12m v 2－12m v 20. 解得：W f 克＝mgh ＋12m v 20－12m v 2.。
高中物理电学公式 高中物理动能定理机械能守恒定律公式
高中物理电学公式高中物理动能定理机械能守恒定律公式动能定理和机械能守恒定律公式是高中物理的重点内容和难点知识，同时在高考中占有很大的比重。
下面小编给高中同学带来物理动能定理以及机械能守恒定律公式，希望对你有帮助。
高中物理动能定理机械能守恒定律公式1、功的计算：力和位移同方向：W=Fl，功的单位：焦尔2、功率：3、重力的功：重力做功：为重力和竖直方向位移乘积W=mglcosα=mgh重力势能：为重力和高度的乘积. Ep=mgh位置高低与重力势能的变化: W=mglcosθ=mgh=mg4、动能定理：物理意义：力在一个过程中对物体做功，等于物体在这个过程中动能的变化。
注意：a、如果物体受多个力的作用，则W为合力做功。
b、适用于变力做功、曲线运动等，广泛应用于实际问题。
=EK2-EK15、机械能守恒定律：只有重力或弹力做功的系统内，动能和势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。
EP1+EK1=EK2+EP26、能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其它形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
高中物理动能定理知识点做功可以改变物体的能量.所有外力对物体做的总功等于物体动能的增量. W1+W2+W3+……=½mvt2-½mv021.反映了物体动能的变化与引起变化的原因——力对物体所做功之间的因果关系.可以理解为外力对物体做功等于物体动能增加，物体克服外力做功等于物体动能的减小.所以正功是加号，负功是减号。
2.“增量”是末动能减初动能.ΔEK>0表示动能增加，ΔEK学好高中物理的方法三个基本基本概念要清楚，基本规律要熟悉，基本方法要熟练。
在学习物理的过程中，总结出一些简练易记实用的推论或论断，对帮助解题和学好物理是非常有用的。
独立做题要独立地，保质保量地做一些题。
独立解题，可能有时慢一些，有时要走弯路，但这是走向成功必由之路。
高中物理模块要点回眸25巧用动能定理求变力的功新人教版必修220180307243
第25点 巧用动能定理求变力的功利用动能定理求变力的功通常有以下两种情况：(1)如果物体只受到一个变力的作用，那么W＝E k2－E k1.只要求出做功过程中物体的动能变化量ΔE k，也就等于知道了这个过程中变力所做的功. (2)如果物体同时受到几个力作用，但是其中只有一个力F1是变力，其他的力都是恒力，则可以先用恒力做功的公式求出这几个恒力所做的功，然后再运用动能定理来间接求变力做的功：W1＋W其他＝ΔE k.对点例题 如图1所示，质量m＝60 kg的高山滑雪运动员，从A点由静止开始沿滑道滑下，然后由B点水平飞出，最后落在斜坡上的C点.已知BC连线与水平方向夹角θ＝37°，A、B两点间的高度差为h AB＝25 m，B、C两点间的距离为L＝75 m，(不计空气阻力，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求：图1(1)运动员从B点飞出时的速度v B的大小；(2)运动员从A滑到B的过程中克服摩擦力所做的功.解题指导 (1)设由B到C平抛运动的时间为t竖直方向：h BC＝L sin 37°＝gt2水平方向：L cos 37°＝v B t代入数据，解得v B＝20 m/s.(2)A到B过程由动能定理有mgh AB＋W f＝mv代入数据，解得W f＝－3 000 J，运动员克服摩擦力所做的功为3 000 J.答案 (1)20 m/s (2)3 000 J如图2所示，质量为m的物体静止在光滑的水平平台上，系在物体上的绳子跨过光滑的定滑轮，由地面上的人以速度v0水平向右匀速拉动，设人从地面上平台的边缘开始向右行至绳与水平方向夹角为45°处，在此过程中人的拉力对物体所做的功为( )图2A. B.C. D.mv答案 C解析 人行至绳与水平方向夹角为45°处时，物体的速度为v＝v0cos θ，由动能定理，人对物体所做的功：W＝ΔE k＝mv2＝mv，正确选项为C.。
变力做功
变力做功功的计算在中学物理中占有十分重要的地位，中学阶段所学的功的计算公式W=FScosa只能用于恒力做功情况，对于变力做功的计算则没有一个固定公式可用，本文对变力做功问题进行归纳总结如下：一、等值法等值法即若某一变力的功和某一恒力的功相等，则可以同过计算该恒力的功，求出该变力的功。
而恒力做功又可以用W=FScosa计算，从而使问题变得简单。
例1、定滑轮至滑块的高度为H，已知细绳的拉力为F牛（恒定），滑块沿水平面由A点前进s米至B点，滑块在初、末位置时细绳与水平方向夹角分别为α和β。
求滑块由A点运动到B点过程中，绳的拉力对滑块所做的功。
分析：设绳对物体的拉力为T，显然人对绳的拉力F等于T。
T在对物体做功的过程中大小虽然不变，但其方向时刻在改变，因此该问题是变力做功的问题。
但是在滑轮的质量以及滑轮与绳间的摩擦不计的情况下，人对绳做的功就等于绳的拉力对物体做的功。
而拉力F的大小和方向都不变，所以F做的功可以用公式W=FScosa直接计算。
二、微元法当物体在变力的作用下作曲线运动时，若力的方向与物体运动的切线方向之间的夹角不变，且力与位移的方向同步变化，可用微元法将曲线分成无限个小元段，每一小元段可认为恒力做功，总功即为各个小元段做功的代数和。
三、平均力法如果力的方向不变，力的大小对位移按线性规律变化时，可用力的算术平均值（恒力）代替变力，利用功的定义式求功。
例3、一辆汽车质量为105千克，从静止开始运动，其阻力为车重的0.05倍。
其牵引力的大小与车前进的距离变化关系为F=103x+f0，f0是车所受的阻力。
当车前进100米时，牵引力做的功是多少？分析：由于车的牵引力和位移的关系为F=103x+f0，是线性关系，故前进100米过程中的牵引力做的功可看作是平均牵引力所做的功。
由题意可知f0＝0.05×105×10N＝5×104N,所以前进100米过程中的平均牵引力＝N＝1×105N,∴W＝S＝1×105×100J＝1×107J。
高考物理：变力做功的求解方法！
高考物理：变力做功的求解方法！一、变力做功的计算方法1、用动能定理动能定理表达式为，其中是所有外力做功的代数和，△E k是物体动能的增量。
如果物体受到的除某个变力以外的其他力所做的功均能求出，那么用动能定理表达式就可以求出这个变力所做的功。
2、用功能原理系统内除重力和弹力以外的其他力对系统所做功的代数和等于该系统机械能的增量。
若在只有重力和弹力做功的系统内，则机械能守恒（即为机械能守恒定律）。
3、利用W＝Pt求变力做功这是一种等效代换的思想，用W＝Pt计算功时，必须满足变力的功率是一定的。
4、转化为恒力做功在某些情况下，通过等效变换可将变力做功转换成恒力做功，继而可以用求解。
5、用平均值当力的方向不变，而大小随位移做线性变化时，可先求出力的算术平均值，再把平均值当成恒力，用功的计算式求解。
6、微元法对于变力做功，我们不能直接用公式进行计算，但是可以把运动过程分成很多小段，每一小段内可认为F是恒力，用求出每一小段内力F所做的功，然后累加起来就得到整个过程中变力所做的功。
这种处理问题的方法称为微元法，其具有普遍的适用性。
在高中阶段主要用这种方法来解决大小不变、方向总与运动方向相同或相反的变力做功的问题。
二、摩擦力做功的特点1、静摩擦力做功的特点：A、静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。
B、在静摩擦力做功的过程中，只有机械能的相互转移（静摩擦力起着传递机械能的作用），而没有机械能转化为其他形式的能。
C、相互摩擦的系统内，一对静摩擦力所做功的代数和总是等于零。
2、滑动摩擦力做功的特点：如图所示，顶端粗糙的小车，放在光滑的水平地面上，具有一定速度的小木块由小车左端滑上小车，当木块与小车相对静止时木块相对小车的位移为d，小车相对地面的位移为s，则滑动摩擦力F对木块做的功为W木=－F（d+s）①由动能定理得木块的动能增量为ΔE k木=－F（d+s）②滑动摩擦力对小车做的功为W车=Fs ③同理，小车动能增量为ΔE k车=Fs ④②④两式相加得ΔE k木+ΔE k车=－Fd ⑤⑤式表明木块和小车所组成系统的机械能的减少量等于滑动摩擦力与木块相对于小车位移的乘积，这部分能量转化为内能。
动能定理解决变力做功人教版原创
-mgl
30°
例3拓展
1、斜面的变化，可由斜面变成竖直面或水平面分析，仍要 靠向心力来源来分析处末两个状态的动能。 2、在原先斜面的基础上再加上一些场力以实现其综合 效应，如电场磁场等（小球会带电，斜面会绝缘）。 3、位置变化，由地球上的情况转移到其他星球，再配以一 些条件综合万有引力的知识。凡是和重力加速度相关的题目 都可以和万有引力结合。
强调：完成题目以后的反思至关重要 ，
“三分做，七分想”
二、利用动能定理解决问题应注意的问题
1 2 1 2 1、动能定理：W合 Ek2 Ek1 2 mv2 2 mv1
注：动能变化涉及两个状态， 做功涉及一个过程 2、求外力总功的方法
a 、先求合外力，再求合外力做的功 b 、先求各个力做的功，再求代数和
3、用动能定理解题的步骤：
a 、选择研究对象明确研究过程
动能定理解决变力做功1与势能相关的变力可以由势能的变化来求解如弹簧弹力万有引力和电场力2全程变力分段恒力如滑动摩擦力和空气阻力等3利用变力对位移的平均作用力来求解尤其是力与位移成正比时4利用fs图像中的面积来解决5利用功率来解决比如在机车以额定功率启动过程中牵引力的做功
动能定理解决变力做功
一 、 解 决 变 力 做 功 的 方 法
b、对研究对象进行受力分析， 分析各个力所做的功
c、分析这个过程的初末两个状态， 解决初末动能问题 d 、列动能定理表达式，求解问题
例1、以质量为60kg的跳伞运动员刚刚拉开伞 时的速度为40m/s，拉开伞后受到与速度相关 的空气阻力影响，下落200m后，速度变为 20m/s，求这个过程当中空气阻力做的功。
高中物理动能定理的内容与公式
高中物理动能定理的内容与公式高中物理动能定理公式是W=(1/2)mV₁²-(1/2)mVo²=Ek₂-Ek₁，W为外力做的功，Vo是物体初速度，V₁是末速度，Ek₂表示物体的末动能，Ek₁表示物体的初动能。
W是动能的变化，又称动能的增量，也表示合外力对物体做的总功。
动能定理研究的对象是单一的物体，或者可以称单一物体的物体系。
动能定理的计算式是等式，一般以地面为参考系。
动能定理适用于物体的直线运动，也适应于曲线运动;适用于恒力做功，也适用于变力做功;里可以是分段作用，也可以是同时作用，只要可以求出各个力的正负代数和。
拓展阅读：高中物理动能定理的知识点动能定理的基本概念合外力做的功，等于物体动能的改变量，这就是动能定理的内容。
动能定理还可以表述为：过程中所有分力做的功的代数和，等于动能的改变量。
这里的合外力指研究对象受到的所有外力的合力。
动能定理的表达式动能定理的基本表达式：F合s=W=ΔEk;动能定理的其他表示方法：∫Fds=W=ΔEk;F1s1+F2s2+F3s3+……=ΔEk;功虽然是标量，但有正负一说。
最为严谨的公式是第二个公式;最常用的，有些难度的却是第三个公式。
动能定理根源我们来推导动能定理，很多学生可能认为这是没有必要的，其实恰恰相反。
近几年的高考物理试题，特别注重基础知识的推导和与应用。
理解各个知识点之间的关联，能够帮你更好的理解物理考点。
在内心理解了动能定理，知道了它的本源，才能在考试中科学运用动能定理来解题。
动能定理的推导分为如下两步：(1)匀变速直线运动下的动能定理推导过程物体做匀变速直线运动，则其受力情况为F合=ma;由匀变速直线运动的公式：2as=v2-v02;方程的两边都乘以m，除以2，有：mas=½(mv2-v02)=Ek2-Ek1=ΔEk;上述方程的左端mas=F合s=W;因此有：F合s=W=ΔEk;这就是动能定理在匀变速直线运动情况下的推导过程。
【高中物理】动能定理
湛江市二中物理
组
、3
一、动能EK 1.定义：物体由于运动而具有的能叫动能， 2.公式：Ek=1/2mv2，单位：J. 3.动能是标量，是状态量，V 4.动能的变化△Ek=1/2mVt2-1/2mV02. △Ek＞0， 表示物体的动能增加； △Ek＜0，表示物体的 动能减少.
二、动能定理
我们在处理问题时可以从能量变化来求功，也可以从物体做功的多少来求能量的变化．
P初
P末,
力做功等于重力势能的增加量W =ΔE =E -E 动能是标量，是状态量，V是瞬时速度。
(2)动能定理适用于单个物体，也适用于系统； 外力对物体做的总功为正功，则物体的动能增加；
克
P增 P末 P
初应用：利用动能定理求变力的功
(3)应用动能定理解题，一般比牛顿第二定律解题要简便. 一般牵扯到力与位移关系的题目中，优先考虑使用动能 定理
3.应用动能定理解题的基本步骤： (1) (2)分析研究对象的受力情况和各个力的做功情 况：受哪些力?每个力是否做功，做正功还ห้องสมุดไป่ตู้做 负功?做多少功?然后求各个力做功的代数和. (3)明确物体在过程的始未状态的动能EK0和EKt (4)列出动能的方程W合=EKt-EK0，及其他必要辅 助方程，进行求解.
P91 题型二
4、使用动能定理应注意的问题：
①物体动能的变化是由于外力对物体做功 引起的.外力对物体做的总功为正功，则 物体的动能增加；反之将减小.外力对物 体所做的总功，应为所有外力做功的代数 和，包含重力.
②有些力在物体运动全过程中不是始终存在的， 若物体运动过程中包含几个物理过程，物体运动 状态、受力等情况均发生变化，因而在考虑外力 做功时，必须根据不同情况分别对待.
《利用动能定理分析变力做功和多过程问题》解题技巧
《利用动能定理分析变力做功和多过程问题》解题技巧一、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.利用动能定理求变力的功是最常用的方法，当物体受到一个变力和儿个恒力作用时，可以用动能定理间接求变力做的功，即/役+“1他=△瓦例❶如图1所示，质量为也的小球山静止自山下落孑后，沿竖直面内的固定轨道遊运动，月万是半径为〃的N光滑圆弧轨道，万C是直径为d的粗糙半圆弧轨道（万是轨道的最低点）•小球恰能通过圆弧轨道的最高点C.重力加速度为g, 求:⑴小球运动到万处时对轨道的压力大小（可认为此时小球处在轨道M上）;（2）小球在庞运动过程中，摩擦力对小球做的功.3答案（1） 5zz7g （2）—孑聒孑解析⑴小球山静止运动到万点的过程,山动能定理得2驱/=尹几在万点，山牛顿第二定律得尺一碑=形,根据牛顿第三定律：小球在万处对轨道的压力大小(2)小球恰能通过C点，则mg—nr-^,2小球从万运动到c的过程:1 片1 . 3—/ngd+ ff；=^nv2—严V ,得―严如.针对训练1如图2所示，有一半径为r=0.5m的粗糙半圆轨道，貳与圆心 0等奇，有一质量为2z?=0・2kg的物块(可视为质点)，从久点静止滑下，滑至最低点万时的速度为r=l m/s,取g =10 m/乳下列说法正确的是(A•物块过万点时，对轨道的压力大小是0.4 NB•物块过万点时，对轨道的压力大小是2,0 NC.S到万的过程中，克服摩擦力做的功为0.9 JD•貳到万的过程中，克服摩擦力做的功为0.1 J答案Cy解析在万点山牛顿第二定律可知尺一碑=k,解得：尺=2・4N,山牛顿r第三定律可知物块对轨道的压力大小为2.4 N,故A、B均错误；仏到万的过程, 山动能定理得驱卄他=尹〒一0,解得妮=一0・91，故克服摩擦力做功为0.9 J, 故C正确，D错误.二.利用动能定理分析多过程问题一个物体的运动如果包含多个运动阶段，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, 然后联立求解.(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，分析每个力做的功，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武求解.当题U 不涉及中间量时，选择全程应用动能定理更简单，更方便.注意：当物体运动过程中涉及多个力做功时，各力对应的位移可能不相同, 汁算各力做功时，应注童各力对应的位移•计算总功时，应计算整个过程中出现 过的各力做功的代数和.例❷ 如图3所示，右端连有一个光滑弧形槽的水平桌面夕长Z=1.5 m, 一个质量为仍=0.5 kg 的木块在尸 =1.5 N 的水平拉力作用下，从桌面上的力端 山静止开始向右运动，木块到达万端时撤去拉力只 木块与水平桌面间的动摩擦 因数M =0・2,取g=10 m/sl 求:(1)木块沿弧形槽上升的最大高度(木块未离开弧形槽);(2)木块沿弧形槽滑回万端后，在水平桌面上滑行的最大距离.答案(1)0. 15 m (2)0. 75 m解析(1)设木块沿弧形槽上升的最大面度为力，木块在最高点时的速度为 零•从木块开始运动到沿弧形槽上升到最大高度处，山动能定理得:FL —E E L —mgh=0其中耳=“代=//驱=0・ 2X0. 5X10 N=L0 N(2)设木块离开万点后，在水平桌面上滑行的最大距离为X,由动能定理得: mgh —F 《x=0针对训练2图4中如?是一条长轨道，其中肋段是倾角为"的斜面,Q 段是水平的，庞段是与仏万段和d 段都相切的一小段圆弧，其长度可以略去 不计•一质量为屈的小滑块在力点从静止释放，沿轨道滑下，最后停在D 点，A 点和"点的位置如图4所示，现用一沿轨道方向的力推滑块，使它缓缓地山〃点 回到力点，设滑块与轨道间的动摩擦因数为M ，«力加速度为g,则推力对滑块 做的功等于( ___A 1 B所以〃口巴]"廿.]“ mg 0.5X10所以.戸燮=半譽』,=0.75 . 1.0图3D. “zpg(s+Acos ") 答案B 解析 滑块山力点运动至〃点，设克服摩擦力做功为他，山动能定理得驱力 一战＞=0,即臥Fh …①,滑块从〃点回到£点，山于是缓慢推，说明动能变 化量为零，设克服摩擦力做功为伦，山动能定理知当滑块从〃点被推回£点有 呢一驱力一抵=0…②，山4点运动至〃点，克服摩擦力做的功为%= H/ngcos.h + sgs …③，从D-^A 的过程克服摩擦力做的功为%= Sgcos Sin e 0 • • " .+ mgs…④,③④联立得血＞=他…⑤，①②⑤联立得朴=2圖 阪 sinA 、C 、D 错误，B 正确•三. 动能定理在平抛、圆周运动中的应用动能定理常与平抛运动、圆周运动相结合，解决这类问题要特别注意:(1) 与平抛运动相结合时，要注意应用运动的合成与分解的方法，如分解位 移或分解速度求平抛运动的有关物理量.(2) 与竖直平面内的圆周运动相结合时，应特别注意隐藏的临界条件: ①可捉供支撑效果的竖直平面内的圆周运动，物体能通过最高点的临界条件 为仏h=0・②不可提供支撑效果的竖直平面内的圆周运动，物体能通过最高点的临界条件为例❸ 如图5所示，一可以看成质点的质量zz?=2kg 的小球以初速度％沿光A.mghB. 2mgh滑的水平桌面飞出后，恰好从/点沿切线方向进入圆弧轨道，万C为圆弧竖直直径，其中万为轨道的最低点，C为最高点且与水平桌面等高，圆弧初对应的圆心角"=53。
动能定理变力做功
变力做功的计算分析方法 动能定理法：
如图所示，倾斜轨道AB的倾角为37 o ，CD、EF轨道水平，AB与CD通过光滑圆弧管 道BC连接，CD右端与竖直光滑圆周轨道相连。小球可以从D进入该轨道，沿轨道 内侧运动，从E滑出该轨道进入EF水平轨道。a、b为两完全相同的小球，a球由静 止从A点释放，在C处与b球发生弹性碰撞。已知AB长为5R，CD长为R，重力加速度 为g，小球与斜轨AB及水平轨道CD、EF的动摩擦因数均为0.5，圆弧管道BC入口B 与出口C的高度差为1.8R。求： ⑴a球滑到斜面底端C时速度为多大？a、b球在C处碰后速度各为多少？ ⑵要使小球在运动过程中不脱离轨道，竖直圆周轨道的半径R′应该满足什么条 件？若R′=2.5R，两球最后所停位置距D（或E）多远？
变力做功的计算分析方法 动能定理法：
如图所示，以A、B和C、D为端点的两半圆形光滑轨道固定于竖直平面内，一滑 板静止在光滑水平地面 上，左端紧靠B点，上表面所在平面与两半圆分别相切于 B、C。一物块被轻放在水平匀速运动的传送带上E点，运动到A时刚好与传送带 速度相同，然后经A沿半圆轨道滑下，再经B滑上滑板，滑板运动到C时被牢固粘 连。物块可视为质点，质量为m，滑板质量M=2m，两半圆半径均为R，板长 l=6.5R，板右端到C的距离L在R＜L＜5R范围内取值，E距A为s=5R，物块与传 送带、物块与滑板间的动摩擦因数均为μ=0.5，重力加速度取g。 (1)求物块滑到B点的速度大小。 (2)试讨论物块从滑上滑板到离开滑板右端的过程中，克服摩擦力做的功Wf与L的 关Байду номын сангаас，并判断物块能否滑到CD轨道的中点。
变力做功的计算分析方法
动能定理法：
如图所示，半径R=0.5m的光滑圆弧面CDM分别与光滑斜面体ABC和斜面MN相 切于C、M点，O为圆弧圆心，D为圆弧最低点，斜面体ABC固定在地面上，顶端 B安装一定滑轮，一轻质软细绳跨过定滑轮（不计滑轮摩擦）分别连接小物块P 、Q（两边细绳分别与对应斜面平行），并保持P、Q两物块静止，若P间距为 L1=0.25m，斜面MN足够长，物块PC质量m1=3kg，与MN间的动摩擦因数μ=1/3 ，（g取l0m/s2，斜面与水平面夹角如图所示，sin37°=0.60cos37°=0.80）求 （1）小物块Q的质量m2； （2）烧断细绳后，物块P第一次到达D点时对轨道的压力大小； （3）烧断细绳后，物块P在MN斜面上滑行的总路程．
高中物理动能定理的内容与公式
高中物理动能定理的内容与公式
动能具有瞬时性，是指力在一个过程中对物体所做的功等于在这个过程中动能的变化。
动能是状态量，无负值。
合外力物体所受的外力的总和，根据方向以及受力大小通过正交法能计算出物体最终
的合力方向及大小对物体所做的功等于物体动能的变化。
即末动能减初动能。
动能定理一般只涉及物体运动的始末状态，通过运动过程中做功时能的转化求出始末
状态的改变量。
但是总的能是遵循能量守恒定律的，能的转化包括动能、势能、热能、光
能（高中不涉及）等能的变化。
W=1/2mV1^2-1/2mV0^2 w 为外力做的功,V0为物体初速度 ,v1 为末速度
*W=Ek2-Ek1
其中，Ek2表示物体的末动能，Ek1表示物体的初动能。
ΔW是动能的变化，又称动能的增量，也表示合外力对物体做的总功。
1.动能定理研究的对象是单一的物体，或者是可以堪称单一物体的物体系。
2.动能定理的计算式是等式，一般以地面为参考系。
3.动能定理适用于物体的直线运动，也适应于曲线运动；适用于恒力做功，也适用于
变力做功；力可以是分段作用，也可以是同时作用，只要可以求出各个力的正负代数和即可，这就是动能定理的优越性。
动量定理Ft=mv2-mv1反映了力对时间的累积效应，是力在时间上的积分。
动能定理FL=1/2mv2-1/2mv02反映了力对空间的累积效应，是力在空间上的积分。
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专题三变力功求解3动能定理
专题三：变力做功的求解3—动能定理目标：1.知道动能定理的物理意义2.体会运用动能定理解题的优越性。
3.会用动能定理求变力做功。
知识梳理：动能定理的表达式为22211122W mv mv =-，式中W 是合外力做的功或者是各个力做功的代数和，即总功W 总=W 1+W 2+W 3+…+W n 。
如果已知初、末状态的速度大小，就可以求出动能的变化量，由此可见，变力做功虽无法用功的定义式直接求得，但可以用动能定理求出。
解题方法与策略：确定研究对象⇒受力分析⇒选定研究过程，分清是变力做功还是恒力做功，明确始末状态的动能⇒根据动能定理列方程求解典型例题例1：如图所示，将一半径为R 的半圆弧轨道竖直固定放置，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（ ）A .14mgR B. 13mgR C. 12mgR D. 4mgR π例2：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 点缓慢地移动到Q 点，如图所示，则拉力F 所做的功为（ ） A. cos mgl θ B. (1cos )mgl θ- C. cos Fl θ D. 0练习：1. 一人用力踢质量为0.1kg 的静止皮球，使球由静止以20m/s 的速度飞出，假定人在踢球瞬间对球平均作用力是200N ，球在水平方向运动了20m 停止，那么人对球所做的功( ) A. 10J B. 20J C. 50J D. 400J2.人用手托着质量为m 的物体，从静止开始沿水平方向运动，前进距离l 后，速度为v (物体与手始终相对静止)，物体与手掌之间的动摩擦因数为μ，则人对物体做的功为（ ） A. 0 B. mgl C. mgl μ D.212mvOR QPθFOPQl3.如图所示，质量为m 的物块与转台之间的最大静摩擦力为物块重力的k 倍，物块与转轴O 相距R ，物块随转台由静止开始转动，转速缓慢增大，当转速增加到一定值时，物块即将在转台上滑动，在物块由静止到滑动前的这一过程中，转台的摩擦力对物块做的功最接近（ ） A. 0 B. 2kmgR πC ．2kmgR D. 12kmgR4.(多选)如图所示，将长为L 的长木板水平放置，在木板的A 端放置一个质量为m 的小物块，现缓慢地抬高A 端，使木板以左端为轴在竖直平面内转动，当木板转到与水平面的夹角为α时小物块开始滑动，此时停止转动木板，小物块滑到底端时的速度为v ，在整个过程中（ ） A ．木板对小物块做的功为212mv B ．支持力对小物块做的功为0 C ．小物块的机械能的增量为21sin 2mv mgL α- D ．滑动摩擦力对小物块做的功21sin 2mv mgL α-5.如图所示，光滑斜面的顶端固定着一弹簧，一小球向右滑行，并冲上固定在地面上的斜面。
高中物理精品课件：变力做功的求解
时的动能为 （ ）
1
A．0 B．2 Fm x0
C．4 Fm x0
D．4
x02
O
F
A •
x
F
解答：根据F-x图中图线与x轴所转成面积，圆的半
Fm
径R=Fm=x0/2
拉力做功为
W
1 R 2
2
1 2
Fm2
O
故C正确
W
1 2
R 2
1 2
x
情境三：动能定理的应用
例5：如图，质量是2 g的子弹，以300 m/s的速度射 入厚度是5 cm的木板，射穿后的速度是100 m/s。子 弹射穿木板的过程中受到的平均阻力是多大？
第23课时 变力做功的求解
功的求解方法
方法
公式
定义 w=Flcosα
做功的快慢 w=pt
能量的变化 w=∆E
特点 力在空间长度的积累 功率在时间上的积累 功是某种能量转化的量度
思考：如何求解一个变力在某一过程所做的功？
情境一：阻力做功
例1.以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的小球，小球上升 的最大高度是h， 设空气阻力f的大小恒定。从抛出到落回出 发点的整个过程中，空气阻力对小球做的功为多少？
分析：小球上升过程与下降过程所受阻力大小不变，方向改变
方法：分为上升过程与下降过程分别求解，求两个过程做功总 和
解答：小球上升过程阻力做功：W１＝f1hcos1800=-fh 小球下降过程阻力做功：W2＝f2hcos1800=-fh
整个过程中，空气阻力对小球做的功：W=W1+W2=-2fh
变力做功的解法1：微元法
A
分析：物体下滑过程中对圆弧轨道的压力大小发生变化，所以
动能定理变力做功推导洋葱数学
动能定理变力做功推导洋葱数学
动能定理是描述物体运动中动能与力的关系的定理，其中一个重要的推论是动能增加量等于力所做的功。
我们可以通过变力做功来推导动能定理。
假设一物体在经过一段距离S时，力F随距离S变化，我们可以将S分成n个小段来近似描述力的变化。
在第i个小段内，力的大小为Fi，物体沿该小段所做的位移为ΔSi。
根据牛顿第二定律，该物体受到总力F的作用，其加速度为a=F/m，其中m是物体的质量。
因此，在该小段内，物体所获得的动能增量为ΔKi=1/2m(vi+Δvi)²-
1/2mvi²，其中vi和vi+Δvi分别为该小段开始时和结束时物体的速度。
根据牛顿第二定律，力F在该小段内所做的功为W=F·ΔSi，即力与物体位移的乘积。
因此，该小段内物体所获得的动能增量与力所做功之间的关系为ΔKi=W/n。
将上述式子代入到整个运动轨迹的情况下，动能增加量
ΔK=∑i=1nΔKi=∑i=1nW/n，即ΔK=W·S/n。
当S变得十分小，即n 趋近于无穷大时，ΔK趋近于动能增加量dK/dt的微元值dKi，此时
ΔK=∫dK=∫FdS。
根据牛顿第二定律，该式可以进一步转化为
ΔK=∫ma·dS，即ΔK=∫mv·dv，其中v是物体的速度。
综上所述，我们通过变力做功的推导，得出了动能定理：物体所获得的动能增量等于力所做的功。
这个定理在物理学的研究和应用中有着广泛的应用。
动能定理——变力做功
动能定理——变力做功问题例1如图所示，一质量为m ＝2 kg 的物体从半径为R ＝5 m 的圆弧的A 端，在拉力作用下沿圆弧缓慢运动到B 端(圆弧AB 在竖直平面内)．拉力F 大小不变始终为15 N ，方向始终与物体在该点的切线成37°角．圆弧所对应的圆心角为60°，BO 边为竖直方向。
(g 取10 m/s 2)求这一过程中：(1)拉力F 做的功。
(2)重力G 做的功。
(3)圆弧面对物体的支持力F N 做的功。
(4)圆弧面对物体的摩擦力F f 做的功。
例2质量为m 的机车，以恒定功率从静止开始起动，所受阻力是车重的k 倍，机车经过时间t 速度达到最大值v ，求机车的功率和机车所受阻力在这段时间内所做的功。
例3如图所示，原来质量为m 的小球用长L 的细线悬挂而静止在竖直位置.用水平拉力F 将小球缓慢地拉到细线与竖直方向成θ角的位置的过程中，拉力F 做功为（ ）A.θcos FLB.θsin FLC.()θcos 1-FLD.()θcos 1-mgL 例4在光滑的桌面上，有一条粗细均匀的链条，全长为L ，垂下桌边的那部分的长度为a ，链条在上述的位置由静止释放，如图所示，则链条的上端离开桌边时，链条的速度为多少？a例5一个质量为m 的小球拴在细绳的一端，另一端用大小为F 1的拉力作用，在水平面上做半径为R 1的匀速圆周运动，如图所示。
今将力的大小改为F 2，使小球仍在水平面上做匀速圆周运动，但半径为R 2。
小球运动的半径由R 1变成R 2的过程中拉力对小球做的功多大？1．跳水运动员从高H 的跳台以速度V 1水平跳出，落水时速率为V 2，运动员质量为m ，若起跳时，运动员所做的功为W 1，在空气中克服阻力所做的功为W 2，则：（ ）A ．W 1＝2121mv ，B ．W 1＝mgH ＋2121mv C ． W 2＝2121mv ＋mgH －2221mv D ．W 2＝2121mv －2221mv 2.质量为m 的汽车在平直的公路上从速度v 0开始加速行驶，经过一段时间t 后，前进了距离s ，此时恰好达到其最大速度，设此过程中汽车发动机始终以额定功率P 工作，汽车所受的阻力为恒力F f ，则这段时间里，发动机所做的功为（ ） A. B. C. D.3．改成斜面选B 如图2所示，质量为m 的物体，由高为h 处无初速滑下，至平面上A 点静止，不考虑B 点处能量转化，若施加平行于路径的外力使物体由A 点沿原路径返回C 点，则外力至少做功为（ ）A ．mgh ；B ．2mgh ；C ．3mgh ；D ．条件不足，无法计算。
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实验二十三变力做功的动能定理
实验器材
朗威DISLab数据采集器、位移传感器、光电门传感器、DISLab力学轨道、DISLab力学轨道小车、支架、天平、计算机。
实验装置
如图23-1。
实验操作
1．将力传感器测钩取下换上强磁铁后固定到轨道一端，将位移传感器接收器固定到轨道另一端，将光电门传感器固定到轨道上，将0.01m的挡光片和位移接收器固定到小车上。
2．将位移传感器和光电门传感器分别接入数据采集器一、二通道。
3．点击教材专用软件主界面上的实验条目“变力做功的动能定理”，打开该软件。
4．将小车的质量，挡光片的宽度填写到界面相应位置。
5．打开位移发射器开关，点击“开始记录”，推动小车使车上的两片挡光片通过光电门，系统自动记录小车的初速度、末速度及小车动能的变化（图23-2）。
图23-2 F-S曲线
图23-1 变力做功的动能定理实验装置
6．点击“选择区域”，选择需要研究的一段F-S 图线即可得到相应的面积值（图23-3、图23-4）。
7．比较动能变化与面积值之间的大小，总结变力做功的动能关系。
图23-3 选择区域 图23-4 实验结果。