高三物理第一轮复习教案——动能定理

高考一轮复习——动能定理

一、教学目标：1．理解动能定理的确切含义

2．熟练运用动能定理分析解决有关问题

二、教学重难点：

1、重点：（1）动能定理的确切含义

（2）动能定理的应用

2、难点：动能定理的应用

三、考点点拨：1．利用动能定理求变力做功

2．应用动能定理应该注意的问题

3．动能定理在多体问题中的应用

四、教学过程：

（一）考点扫描

1、知识整合

（1）动能：①物体由于_____运动________而具有的能量叫动能。 ②动能的大小：22

1mv E k 。 ③动能是 标量 ，也是状态量。

（2）动能定理：

⑴动能定理的内容和表达式： 外力对物体做的总功等于物体动能的变化。W 总=ΔE K ⑵物理意义：动能定理指出了____功___和____能___的关系，即外力做的总功，对应着物体动能的变化，变化的大小由_____外力做的总功_____来度量。

我们所说的外力，既可以是重力、弹力、摩擦力，又可以是电场力、磁场力或其他力。物体动能的变化是指____末动能与初动能的差____。

⑶动能定理的适用条件：动能定理既适用于直线运动，也适用于____曲线运动___。 既适用于恒力做功，也适用于_____变力做功_____。力可以是各种性质的力，既可以同时做用，也可以______分阶段作用____，只要求出在作用过程中各力做功的多少和正负即可，这些正是动能定理解题的优越性所在。

2、重难点阐释

（1）应用动能定理解题的基本步骤：

①选取研究对象，明确它的运动过程。

②分析研究对象的受力情况和各力做功的情况：受哪些力？每个力是否做功？做正功还是负功？做多少功？然后求各力做功的代数和。

③明确物体在过程的始末状态的动能E k1和E k2

④列出动能定理的方程W合＝E k2-E k1及其它必要的解题方程，进行求解。

（2）动能定理的理解和应用要点：

①动能定理的计算式为W合＝E k2-E k1，v和s是想对于同一参考系的。

②动能定理的研究对象是单一物体，或者可以看做单一物体的物体系。

③动能定理不仅可以求恒力做功，也可以求变力做功。在某些问题中由于力F的大小发生变化或方向发生变化，中学阶段不能直接利用功的公式W=FS来求功，，此时我们利用动能定理来求变力做功。

④动能定理不仅可以解决直线运动问题，也可以解决曲线运动问题，而牛顿运动定律和运动学公式在中学阶段一般来说只能解决直线运动问题（圆周和平抛有自己独立的方法）。

⑤在利用动能定理解题时，如果物体在某个运动过程中包含有几个运动性质不同的分过程（如加速和减速的过程），此时可以分段考虑，也可整体考虑。如能对整个过程列动能定理表达式，则可能使问题简化。在把各个力代入公式：W1﹢W2﹢……﹢W n＝E k2-E k1时，要把它们的数值连同符号代入，解题时要分清各过程各力做功的情况。（二）高考要点精析

1、利用动能定理求变力做功

☆考点点拨

应用动能定理求解变力做功是高中阶段最常用的方法。

[例1]一个质量为m的小球拴在钢绳的一端，另一端施加大小为F1的拉力作用，在水平面上做半径为R1的匀速圆周运动今将力的大小改变为F2，使小球仍在水平面上做匀速圆周运动，但半径变为R2，小球运动的半径由R1变为R2过程中拉力对小球做的功。

解析：此题中，绳的拉力作为小球圆周运动的向心力，是变力，求变力做功应使用动能定理，设半径为R1和R2时小球的圆周运动的线速度大小分别为v1和v2，由向心力

公式得

F1＝mv12/R1……①

F2＝mv22/R2……②

由动能定理得：

W＝mv22/2－mv12/2……③

由①②③得：W＝（F2R2－F1R1）/2

☆考点精炼

1．如图所示，一弹簧振子，物块的质量为m，它与水平桌面间的动摩擦因数为μ。起初，用手按住物块，物块的速度为零，弹簧的伸长量为x。然后放手，当弹簧的长度回到

原长时，物块的速度为v 。试用动能定理求此过程中弹力所做的功。

2、应用动能定理应该注意的问题

☆考点点拨

（1）明确研究对象和研究过程，找出始、末状态的速度情况。

（2）要对物体进行正确的受力分析（包括重力、弹力等），明确各力做功的正负。

（3）注意物体运动的阶段性，明确各阶段外力做功的情况。

[例2]质量为M=0.2 kg 的木块放在水平台面上，台面比水平地面高出h =0.20m ，木块离台的右端L =1.7m 。质量为m =0.10M 的子弹以v 0=180m/s 的速度水平射向木块，当子弹以v =90m/s 的速度水平射出时，木块的速度为v 1=9m/s （此过程作用时间极短，可认为木块的位移为零）。若木块落到水平地面时的落地点到台面右端的水平距离为s =1.6m ，求：

（1）木块对子弹所做的功W 1和子弹对木块所做的功W 2 ；

（2）木块与台面间的动摩擦因数为μ。

解析：

（1）由动能定理得，木块对子弹所做的功为

W 12432

121202-=-=mv mv J 同理，木块对子弹所做的功为

W 21.82

121==Mv J （2）木块在台面上滑行阶段对木块用动能定理，设木块离开台面时的速度为v 2， 有：21222121Mv Mv MgL -=

-μ 木块离开台面后的平抛阶段，g h v s 22

=

解得μ=0.50 点评：从本题可以看出：木块对子弹所做的功W 1和子弹对木块所做的功W 2的代数和并不为零。原因是，功是力对位移的积累，相互作用力大小相等，但位移大小不相等。

从本题还应引起注意的是：不要对系统用动能定理。在子弹穿过木块阶段，子弹和木块间的一对摩擦力做的总功为负功。如果对系统在全过程用动能定理，就会把这个负功漏掉。

☆考点精炼

2．如图所示，物体从倾斜角为θ的斜面上

由A 点从静止滑下，最后停在水平面上的C 物体与斜面和地面间的动摩擦因数都是μ