高考物理一輪復(fù)習(xí) 第5章 動能 動能定理（第2課時(shí)）課件.ppt

第五章機(jī)械能 第二課時(shí)動能動能定理 考綱考情 5年30考動能 動能定理 動能實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用 運(yùn)動 焦耳 標(biāo)量 相對性 末動能 初動能 動能的變化 合外力 4 適用范圍 1 動能定理既適用于直線運(yùn)動 也適用于 2 既適用于恒力做功 也適用于 3 力可以是各種性質(zhì)的力 既可以同時(shí)作用 也可以 作用 曲線運(yùn)動 曲線運(yùn)動 不同時(shí) 小題快練 1 物體做勻速圓周運(yùn)動時(shí) a 速度變化 動能變化b 速度變化 動能不變c 速度不變 動能變化d 速度不變 動能不變 解析 速度是矢量 動能是標(biāo)量 物體做勻速圓周運(yùn)動時(shí)速度的方向隨時(shí)變化 但大小不變 故速度在變 動能不變 選項(xiàng)b正確 答案 b 2 關(guān)于運(yùn)動物休所受的合外力 合外力做功和動能變化的關(guān)系下列說法正確的是 a 如果物體所受的合外力為零 那么合外力對物體做的功一定為零b 如果合外力對物體所做的功為零 則合外力一定為零c 物體在合外力作用下做變速運(yùn)動 動能一定變化d 物體的動能不變 所受合外力必定為零 解析 由w fxcos 知f合 0時(shí) w合 0 故a項(xiàng)正確 由動能定理知合外力做功等于物體動能的變化 若動能不變化 則合外力做功為零 勻速圓周運(yùn)動中 動能不變化合外力做功為零 但合外力不為零 故b d項(xiàng)錯(cuò)誤 勻速圓周運(yùn)動是變速運(yùn)動 動能不變化 故c項(xiàng)錯(cuò)誤 答案 a 3 關(guān)于動能定理的表達(dá)式w ek2 ek1 下列說法正確的是 a 公式中的w為不包含重力的其他力做的總功b 公式中的w為包含重力在內(nèi)的所有力做的功 也可通過以下兩種方式計(jì)算 先求每個(gè)力的功再求功的代數(shù)和或先求合外力再求合外力的功c 公式中的ek2 ek1為動能的增量 當(dāng)w 0時(shí)動能增加 當(dāng)w 0時(shí) 動能減少d 動能定理適用于直線運(yùn)動 但不適用于曲線運(yùn)動 適用于恒力做功 但不適用于變力做功 答案 bc 4 2016 無錫月考 質(zhì)量為m的物體在水平力f的作用下由靜止開始在光滑地面上運(yùn)動 前進(jìn)一段距離之后速度大小為v 再前進(jìn)一段距離使物體的速度增大為2v 則 a 第二過程的速度增量等于第一過程的速度增量b 第二過程的動能增量是第一過程動能增量的3倍c 第二過程合力做的功等于第一過程合力做的功d 第二過程合力做的功等于第一過程合力做功的2倍 考向一對動能定理的理解1 對 外力 的兩點(diǎn)理解 1 外力 指的是合力 重力 彈力 摩擦力 電場力 磁場力或其他力 它們可以同時(shí)作用 也可以不同時(shí)作用 2 既可以是恒力 也可以是變力 2 體現(xiàn)的二個(gè)關(guān)系 針對訓(xùn)練 1 2015 上海卷 18 如圖 質(zhì)量為m的小球用輕繩懸掛在o點(diǎn) 在水平恒力f mgtan 作用下 小球從靜止開始由a經(jīng)b向c運(yùn)動 則小球 a 先加速后減速b 在b點(diǎn)加速度為零c 在c點(diǎn)速度為零d 在c點(diǎn)加速度為gtan 考向二動能定理的簡單應(yīng)用1 應(yīng)用動能定理的流程 2 應(yīng)用動能定理的注意事項(xiàng) 1 動能定理中的位移和速度必須是相對于同一個(gè)參考系的 一般以地面或相對地面靜止的物體為參考系 2 應(yīng)用動能定理的關(guān)鍵在于對研究對象進(jìn)行準(zhǔn)確的受力分析及運(yùn)動過程分析 并畫出運(yùn)動過程的草圖 借助草圖理解物理過程之間的關(guān)系 3 當(dāng)物體的運(yùn)動包含多個(gè)不同過程時(shí) 可分段應(yīng)用動能定理求解 當(dāng)所求解的問題不涉及中間的速度時(shí) 也可以全過程應(yīng)用動能定理求解 這樣更簡便 4 列動能定理方程時(shí) 必須明確各力做功的正 負(fù) 確實(shí)難以判斷的先假定為正功 最后根據(jù)結(jié)果加以檢驗(yàn) 典例1 2015 浙江理綜 23 如圖所示 用一塊長l1 1 0m的木板在墻和桌面間架設(shè)斜面 桌子高h(yuǎn) 0 8m 長l2 1 5m 斜面與水平桌面的傾角 可在0 60 間調(diào)節(jié)后固定 將質(zhì)量m 0 2kg的小物塊從斜面頂端靜止釋放 物塊與斜面間的動摩擦因數(shù) 0 05 物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為 2 忽略物塊在斜面與桌面交接處的能量損失 重力加速度取g 10m s2 最大靜摩擦力等于滑動摩擦力 1 求 角增大到多少時(shí) 物塊能從斜面開始下滑 用正切值表示 2 當(dāng) 角增大到37 時(shí) 物塊恰能停在桌面邊緣 求物塊與桌面間的動摩擦因數(shù) 2 已知sin37 0 6 cos37 0 8 3 繼續(xù)增大 角 發(fā)現(xiàn) 53 時(shí)物塊落地點(diǎn)與墻面的距離最大 求此最大距離xm 解題引路 1 小物塊下滑 下滑力不小于最大靜摩擦力2 下滑過程中 重力做正功 摩擦力做負(fù)功3 確定初 末狀態(tài) 初狀態(tài) ek1 0 末狀態(tài) ek2 37 時(shí) ek2 0 53 時(shí) 有xm 1 運(yùn)用動能定理解決問題時(shí) 選擇合適的研究過程能使問題得以簡化 當(dāng)物體的運(yùn)動過程包含幾個(gè)運(yùn)動性質(zhì)不同的子過程時(shí) 可以選擇一個(gè) 幾個(gè)或全部子過程作為研究過程 2 當(dāng)選擇全部子過程作為研究過程 涉及重力 大小恒定的阻力或摩擦力做功時(shí) 要注意運(yùn)用它們的功能特點(diǎn) 重力的功取決于物體的初 末位置 與路徑無關(guān) 大小恒定的阻力或摩擦力的功等于力的大小與路程的乘積 典例2 2016 浦東高三月考 如圖所示 傳送帶a b之間的距離為l 3 2m 與水平面間夾角 37 傳送帶沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動 速度恒為v 2m s 在上端a點(diǎn)無初速放置一個(gè)質(zhì)量為m 1kg 大小可視為質(zhì)點(diǎn)的金屬塊 它與傳送帶的動摩擦因數(shù)為 0 5 金屬塊滑離傳送帶后 經(jīng)過彎道 沿半徑r 0 4m的光滑圓軌道做圓周運(yùn)動 剛好能通過最高點(diǎn)e 已知b d兩點(diǎn)的豎直高度差為h 0 5m g取10m s2 表演者開始時(shí) 先以站立身勢從a點(diǎn)下落 經(jīng)過某處b點(diǎn) 立即調(diào)整為橫躺身姿 運(yùn)動到最低點(diǎn)c處恰好減速為零 則有 答案 bc 4 2016 江蘇常州高三期中 如圖所示 固定斜面ab cd與豎直光滑圓弧bc相切于b c點(diǎn) 兩斜面的傾角 37 圓弧bc半徑r 2m 一質(zhì)量m 1kg的小滑塊 視為質(zhì)點(diǎn) 從斜面ab上的p點(diǎn)由靜止沿斜面下滑 經(jīng)圓弧bc沖上斜面cd 已知p點(diǎn)與斜面底端b間的距離l1 6m 滑塊與兩斜面間的動摩擦因數(shù)均為 0 25 g 10m s2 求 1 小滑塊第1次經(jīng)過圓弧最低點(diǎn)e時(shí)對圓弧軌道的壓力 2 小滑塊第1次滑上斜面cd時(shí)能夠到達(dá)的最遠(yuǎn)點(diǎn)q 圖中未標(biāo)出 距c點(diǎn)的距離 3 小滑塊從靜止開始下滑到第n次到達(dá)b點(diǎn)的過程中在斜面ab上運(yùn)動通過的總路程 考向三動能定理與圖象的綜合問題動能定理與圖象結(jié)合問題的分析方法 1 首先看清楚所給圖象的種類 如v t圖象還是f x圖象 p t圖象 ek x圖象等 2 挖掘圖象的隱含條件 求出所需要的物理量 如由v t圖象所包圍的 面積 求位移 由f x圖象所包圍的 面積 求功 p t圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示力所做的功等 3 再分析還有哪些力做功 根據(jù)動能定理列方程 可求出相應(yīng)的物理量 典例3如圖甲所示 長為4m的水平軌道ab與半徑為r 0 6m的豎直半圓弧軌道bc在b處相連接 有一質(zhì)量為1kg的滑塊 大小不計(jì) 從a處由靜止開始受水平向右的力f作用 f的大小隨位移變化的關(guān)系如圖乙所示 滑塊與ab間的動摩擦因數(shù)為 0 25 與bc間的動摩擦因數(shù)未知 取g 10m s2 求 1 滑塊到達(dá)b處時(shí)的速度大小 2 滑塊在水平軌道ab上運(yùn)動前2m過程所用的時(shí)間 3 若到達(dá)b點(diǎn)時(shí)撤去力f 滑塊沿半圓弧軌道內(nèi)側(cè)上滑 并恰好能到達(dá)最高點(diǎn)c 則滑塊在半圓弧軌道上克服摩擦力所做的功是多少 解題引路 第一步 抓關(guān)鍵點(diǎn) 第二步 找突破口滑塊在前2m過程中做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動 可由牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式列方程求解本過程所用的時(shí)間 滑塊由a到b的過程中只有拉力f和滑動摩擦力做功 可由動能定理求解滑塊到b處的速度大小 滑塊在bc圓弧上所受的滑動摩擦力為變力 應(yīng)借助動能定理求解變力所做的功 針對訓(xùn)練 5 隨著中國首艘航母 遼寧號 的下水 同學(xué)們對艦載機(jī) 圖甲 的起降產(chǎn)生了濃厚的興趣 下面是小聰編制的一道艦載機(jī)降落的題目 請你閱讀后求解 1 假設(shè)質(zhì)量為m的艦載機(jī)關(guān)閉發(fā)動機(jī)后在水平地面跑道上降落 觸地瞬間的速度為v0 在跑道上滑行的v t圖象見圖乙 求艦載機(jī)滑行的最大距離和滑行時(shí)受到的阻力 特色專題系列之 十六 用動能定理巧解變力做功問題如果我們研究對象所受的外力中只有一個(gè)是變力 其他力都是恒力 而且這些力做功比較容易求出 則可以用動能定理來求變力做的功 范例 2015 山東理綜 23 如圖甲所示 物塊與質(zhì)量為m的小球通過不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩跨過兩等高定滑輪連接 物塊置于左側(cè)滑輪正下方的表面水平的壓力傳感裝置上 小球與右側(cè)滑輪的距離為l 開始時(shí)物塊和小球均靜止 將此時(shí)傳感裝置的示數(shù)記為初始值 現(xiàn)給小球施加一始終垂直于l段細(xì)繩的力 將小球緩慢拉起至細(xì)繩與豎直方向成60 角 如圖乙所示 此時(shí)傳感裝置的示數(shù)為初始值的1 25倍 再將小球由靜止釋放 當(dāng)運(yùn)動至最低位置時(shí) 傳感裝置的示數(shù)為初始值的0 6倍 不計(jì)滑輪的大小和摩擦 重力加速度的大小為g 求 解題引路 1 傳感器的示數(shù)與物塊和傳感器之間的彈力是什么關(guān)系 2 小球從最高點(diǎn)擺到最低點(diǎn)的過程中 傳感器示數(shù)如何變化 3 小球擺動過程中做功的力有哪些 各做什么功 提示 1 大小相等2 變小3 重力 空氣阻力 正功 負(fù)功 應(yīng)用動能定理求變力做功時(shí)應(yīng)注意的問題 1 所求的變力的功不一定為總功 故所求的變力的功不一定等于 ek 2 若有多個(gè)力做功時(shí) 必須明確各力做功的正負(fù) 待求的變力的功若為負(fù)功 可以設(shè)克服該力做功為w 則表達(dá)式中應(yīng)用 w 也可以設(shè)變力的功為w 則字母w本身含有負(fù)號 遷移訓(xùn)練 1 2016 南昌重點(diǎn)中學(xué)模擬 如圖所示 光滑斜面的頂端固定一彈簧 一小球向右滑行 并沖上固定在地面上的斜面 設(shè)小球在斜面最低點(diǎn)a的速度為v 壓縮彈簧至c點(diǎn)時(shí)彈簧最短 c點(diǎn)距地面高度為h 不計(jì)小球與彈簧碰撞過程中的能量損失 則彈簧被壓縮至c點(diǎn) 彈簧對小球做的功為 頻考一對動能定理的理解1 全國中學(xué)生足球賽在足球廣場揭幕 比賽時(shí) 一學(xué)生用100n的力將質(zhì)量為0 5kg的足球以8m s的初速度沿水平方向踢出20m遠(yuǎn) 則該學(xué)生對足球做的功至少為 a 200jb 16jc 1000jd 2000j 2 一輛汽車以v1 6m s的速度沿水平路面行駛時(shí) 急剎車后能滑行x1 3 6m 如果以v2 8m s的速度行駛 在同樣路面上急剎車后滑行的距離x2應(yīng)為 不計(jì)空氣阻力的影響 a 6 4mb 5 6mc 7 2md 10 8m 答案 a 頻考二動能定理的應(yīng)用3 2016 湖南株洲市二中高三期中 某研究性學(xué)習(xí)小組用加速度傳感器探究物體從靜止開始做直線運(yùn)動的規(guī)律 得到了質(zhì)量為1 0kg的物體運(yùn)動的加速度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖線 如圖所示 由圖可以得出 a 從t 4 0s到t 6 0s的時(shí)間內(nèi)物體做勻減速直線運(yùn)動b 物體在t 10 0s時(shí)的速度大小約為6 8m sc 從t 10 0s到t 12 0s的時(shí)間內(nèi)合外力對物體做的功約為0 5jd 從t 2 0s到t 6 0s的時(shí)間內(nèi)物體所受合外力先減小后增大 4 2016 安徽蚌埠二中高三上學(xué)期月考 如圖所示 細(xì)繩的一端繞過定滑輪與木箱相連 現(xiàn)以大小恒定的拉力f拉動細(xì)繩 將靜置于a點(diǎn)的木箱經(jīng)b點(diǎn)移到c點(diǎn) ab bc 地面平直且與木箱的動摩擦因數(shù)處處相等 設(shè)從a到b和從b到c的過程中 f做功分別為w1 w2 克服摩擦力做功分別為q1 q2 木箱經(jīng)過b c時(shí)的動能和f的功率分別為ekb ekc和pb pc 則下列關(guān)系一定成立的 解析 木箱在移動過程中所受摩擦力逐漸減小 故克服摩擦力做功q1 q2 木箱在從a到b的過程與從b到c的過程中 前一階段繩頭位移大于后一階段的位移 所以w1 w2 故a b都對 由動能定理可知 w2 q2 ekc ekb 所以ekc ekb c d均錯(cuò) 答案 a