2020高中物理第七章机械能守恒定律核心素养微课5课件 人教版必修2 22页

第七章 机械能守恒定律 核心素养微课 ( 五 ) 课题一　运用动能定理求解变力做功 在许多物理问题中，做功的力是变力，不能根据功的公式直接计算做的功。可以通过动能定理间接求出。 动能定理建立的是外力的总功和物体动能变化之间的一个双向联系，既可以由总功求物体动能的变化，也可以通过物体动能的变化间接求出外力做的功。动能定理是计算变力做功常见的、有效的方法。 典例 1 D 　 解题指导： 物体从 A 运动到 B 所受弹力不断发生变化，摩擦力大小也随之变化，所以物体在 AB 段克服摩擦力做的功，不能直接用功的公式求解。而物体在 BC 段克服摩擦力做的功可以由公式直接表示。所以对从 A 到 C 全过程应用动能定理即可求得物体在 AB 段克服摩擦力做的功。 解析： 设物体在 AB 段克服摩擦力做功为 W AB ，物体从 A 到 C 的全过程，根据动能定理有 mgR － W AB － μmgR ＝ 0 ，所以有 W AB ＝ mgR － μmgR ＝ (1 － μ ) mgR ， D 正确。　　 〔 对点训练 1〕 　 (2018 · 江苏省无锡市江阴四校高一下学期期中联考 ) 一质量为 m 的小球，用长为 L 的轻绳悬挂于 O 点。小球在水平力 F 作用下，从平衡位置 P 点很缓慢地移动到 Q 点，如图所示，则力 F 所做的功为 ( 　　 ) A ． mgL cos θ 　 B ． mgL (1 － cos θ ) C ． FL sin θ D ． FL cos θ 解析： 由动能定理知 W F － mg ( L － L cos θ ) ＝ 0 ，则 W F ＝ mg ( L － L cos θ ) ，故 B 正确。 B 　 课题二　多过程问题中动能定理的应用技巧 对于包含多个运动阶段的复杂运动过程，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，分析每个力的做功，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式求解。 当题目不涉及中间量时，选择全程应用动能定理更简单、更方便。 　　　 　 (2019 · 河北省邯郸市四县 ( 区 ) 高一下学期期中 ) 如图所示，质量 m ＝ 1 kg 的木块静止在高 h ＝ 1.2 m 的平台上，木块与平台间的动摩擦因数 μ ＝ 0.2 ，用水平推力 F ＝ 20 N ，使木块产生位移 l 1 ＝ 3 m 时撤去，木块又滑行 l 2 ＝ 1 m 时飞出平台，求木块落地时速度的大小？ ( g 取 10 m/s 2 ) 典例 2 解题指导： 木块的运动分为三个过程：①匀加速运动　②匀减速运动　③平抛运动。 方法 (1) 可对每个分过程应用动能定理列方程联立求解。 方法 (2) 可对整个运动过程应用动能定理列式求解。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。 〔 对点训练 2〕 　 ( 多选 ) 将质量 m ＝ 2 kg 的一个小球从离地面 H ＝ 2 m 高处由静止开始释放，落入泥潭并陷入泥中 h ＝ 5 cm 深处，不计空气阻力，求泥对小球的平均阻力。 ( g 取 10 m/s 2 ) 答案： 820 N 1 ． (2019 · 武汉市武昌区高一下学期检测 ) 质量为 m 的物体以初速度 v 0 沿水平面向左开始运动，起始点 A 与一轻弹簧 O 端相距 s ，如图所示。已知物体与水平面间的动摩擦因数为 μ ，物体与弹簧相碰后，弹簧的最大压缩量为 x ，则从开始碰撞到弹簧被压缩至最短，物体克服弹簧弹力所做的功为 ( 　　 ) A 　 2 ． (2019 · 山东潍坊一中高一下学期质检 ) 如图甲所示，一质量为 m ＝ 1 kg 的物块静止在粗糙水平面上的 A 点，从 t ＝ 0 时刻开始，物块在受到按如图乙所示规律变化的水平力 F 作用下向右运动，第 3 s 末物块运动到 B 点时速度刚好为 0 ，第 5 s 末物块刚好回到 A 点，已知物块与粗糙水平面之间的动摩擦因数 μ ＝ 0.2 ， ( g 取 10 m/s 2 ) 求： (1) AB 间的距离； (2) 水平力 F 在 5 s 时间内对物块所做的功。 答案： (1)4 m 　 (2)24 J 3 ． (2019 · 山东省烟台市高一下学期期中 ) 在游乐节目中，选手需借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上，如图所示。我们将选手简化为质量 m ＝ 60 kg 的质点，选手抓住绳由静止开始摆动，此时绳与竖直方向夹角 α ＝ 53° ，绳长 l ＝ 2 m ，绳的悬挂点 O 距水面的高度为 H ＝ 3 m 。不考虑空气阻力和绳的质量，浮台露出水面的高度不计，水足够深。取重力加速度 g ＝ 10m/s 2 ， sin53° ＝ 0.8 ， cos53° ＝ 0.6 。 (1) 求选手摆到最低点时对绳的拉力的大小 F ； (2) 若选手摆到最低点时松手，落到了浮台上，试用题中所提供的数据算出落点与岸的水平距离； (3) 若选手摆到最高点时松手落入水中。设水对选手的平均浮力 f 1 ＝ 800 N ，平均阻力 f 2 ＝ 700 N ，求选手落入水中的深度 d 。