走向高考2016届高三物理人教版一轮复习课件第5章 第2讲动能 动能定理ppt课件

走向高考 物理 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 高考总复习 机械能 第五章 第一部分同步复习讲练 第2讲动能动能定理 第五章 考点体验 题型突破 学科特色素养 课时作业 2 3 4 1 基础自测1 2013 惠州市第一中学测试 一个运动物体的速度是v时 其动能为Ek 当这个物体的速度增加到3v时 其动能比原来的动能增加量 简称 增量 为 A 3EkB 6EkC 8EkD 9Ek 答案 C 动能 3 动能具有相对性 由于瞬时速度与参考系有关 所以Ek也与参考系有关 在一般情况下 如无特殊说明 则认为取大地为参考系 4 物体的动能不会发生突变 它的改变需要一个过程 这个过程就是外力对物体做功的过程或物体对外做功的过程 5 具有动能的物体克服阻力做功 物体的质量越大 运动速度越大 它的动能也就越大 能克服阻力对外做功越多 基础自测2 2014 佛山质量检测 用一水平拉力使质量为m的物体从静止开始沿水平面运动 物体的v t图象如图所示 若t2 2t1 则下列表述正确的是 动能定理 答案 BC 解析 本题中物体一直做直线运动 A项错 0 t1时间内 速度 时间图象的切线斜率表示加速度 由牛顿第二定律可知 物体所受合外力不断减小 B项正确 由速度 时间图象与时间轴所围面积表示位移可知 C项正确 t1 t2时间内物体速度不变 由动能定理可知 合外力做的功为零 D项错 考点梳理概念 动能定理是表述了合外力做功和动能的变化之间的关系 合外力在一个过程中对物体所做的功 等于物体在这个过程中动能的 1 对单个物体 动能定理可表述为 合外力做的功等于物体动能的变化 这里的合外力指物体受到的所有外力的合力 包括重力 表达式为 或W Ek 变化 增量 W Ek2 Ek1 2 对于多过程 多外力的物体系统 动能定理也可以表述为 所有外力对物体做的 等于物体动能的变化 实际应用时 后一种表述更好操作 因为它不必求合力 特别是在全过程的各个阶段受力有变化的情况下 只要把各个力在各个阶段所做的功都按照 就可以得到总功 总功 代数和加起来 归纳领悟对动能定理的理解 1 动能定理是把过程量 做功 和状态量 动能 联系在一起的物理规律 所以 无论求合外力做的功还是求物体动能的变化 就都有了两个可供选择的途径 2 对外力对物体做的总功的理解 有的力促进物体运动 而有的力则阻碍物体运动 因此它们做的功就有正 负之分 总功指的是各外力做功的代数和 对于单一物体的单一物理过程 又因为W合 W1 W2 F合l 所以总功也可理解为合外力的功 即 如果物体受到多个共点力作用 则 W合 F合l 如果发生在多个物理过程中 不同过程中作用力的个数不相同 则 W合 W1 W2 Wx 3 对该定理标量性的认识 因动能定理中各项均为标量 因此单纯速度方向的改变不影响动能的大小 如用细绳拉着一物体在光滑桌面上以绳头为圆心做匀速圆周运动的过程中 合外力方向指向圆心 与位移方向始终保持垂直 所以合外力做功为零 动能变化亦为零 其并不因速度方向的改变而改变 4 对状态与过程关系的理解 功是伴随一个物理过程而产生的 是过程量 而动能是状态量 动能定理表示了过程量等于状态量的改变量的关系 注意1 动能定理中所说的外力 既可以是重力 弹力 摩擦力 也可以是任何其他的力 动能定理中的W是指所有作用在物体上的外力的合力的功 2 动能定理的表达式是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下得出的 但对于外力是变力 物体做曲线运动的情况同样适用 也就是说 动能定理适用于任何力作用下 以任何形式运动的物体为研究对象 具有普遍性 基础自测3 如图所示 用竖直向下的恒力F通过跨过光滑定滑轮的细线拉动处在光滑水平面上的物体 物体沿水平面移动的过程中经过A B C三点 设AB BC 物体经过A B C三点时的动能分别为EkA EkB EkC 则它们之间的关系一定是 用动能定理求变力的功 A EkB EkA EkC EkBB EkB EkAEkC EkBD EkC 2EkB 答案 CD 解析 此题中物块受到的拉力大小恒定 但与水平方向的夹角逐渐增大 因此属于变力 求拉力做功可将此变力做功转化为恒力做功问题 设滑块在A B C三点时到滑轮的距离分别为L1 L2 L3 则W1 F L1 L2 W2 F L2 L3 要比较W1和W2的大小 只需比较 L1 L2 和 L2 L3 的大小 由于从L1到L3的过程中 绳与水平方向的夹角逐渐变大 所以可以把夹角推到两个极端情况 L1与水平方向的夹角很小 推到接近于0 时 则L1 L2 AB L3与水平方向的夹角较大 推到接近90 时 则L2 L3 0 由此可知 L1 L2 L2 L3 故W1 W2 再由动能定理可判断正确选项 考点梳理在某些问题中 由于F的大小或方向变化 不能直接用 求解力的功 可运用动能定理求解 求出物体 变化和其它 的功 即可由 Ek W1 W2 Wn求得其中变力的功 W Flcos 动能 恒力 归纳领悟用动能定理求解变力功的注意要点 1 分析物体受力情况 确定哪些力是恒力 哪些力是变力 2 找出其中恒力的功及变力的功 3 运用动能定理求解 基础自测4 如图所示 一块长木板B放在光滑的水平面上 再在B上放一物体A 现以恒定的外力拉B A B发生相对滑动 向前移动了一段距离 在此过程中 动能定理在物体系统中的应用 A B对A的摩擦力所做的功等于A的动能增加量B A对B的摩擦力所做的功等于B对A的摩擦力所做的功C 外力F做的功等于A和B动能的增加量D 外力F对B做的功等于B的动能的增加量与B克服摩擦力所做的功之和 答案 AD 解析 B对A的摩擦力所做的功 即A所受外力的总功 由动能定理知A对 A与B间的摩擦力尽管相等 但它们的位移不同 所以摩擦力做的功不同 B错 外力F做的功等于A B动能的增量与A B间产生的热量之和 C错 对B由动能定理得WF WFf Ek 故D对 考点梳理物体间的一对相互作用力的功可以是 也可以是 还可以是 因此几个物体组成的物体系统所受的合外力的功不一定等于系统动能的 正值 负值 零 变化量 归纳领悟用动能定理解决问题时 所选取的研究对象可以是单个物体 也可以是多个物体组成的系统 当选取物体系统作为研究对象时 应注意以下几点 1 当物体系统内的相互作用是杆 绳间的作用力 或是静摩擦力 或是刚性物体间相互挤压而产生的力 这两个作用力与反作用力的功等于零 这时列动能定理方程时可只考虑物体系统所受的合外力的功即可 2 当物体系统内的相互作用是弹簧 橡皮条的作用力 或是滑动摩擦力 两个作用力与反作用力的功不等于零 这时列动能定理方程时不但要考虑物体系统所受的合外力的功 还要考虑物体间的相互作用力的功 3 物体系统内各个物体的速度不一定相同 列式时要分别表达不同物体的动能 基础自测5 2014 皖南八校联考 如图 一质量为m的小石块从半径为R的四分之一圆弧轨道上与圆心等高处A静止释放 经时间t下滑到轨道最低点B时对轨道的压力为2mg 此后水平飞出恰好垂直击中倾角为 30 的斜面 空气阻力不计 则下列关于石块运动的说法中 正确的是 动能定理分析复杂过程问题 答案 D 考点梳理物体在某个运动过程中包含有几个运动性质不同的小过程 如加速 减速的过程 此时可以 考虑 也可对 考虑 对整个过程列式则可使问题简化 分段 全程 归纳领悟多过程求解问题的策略 1 分析物体运动 确定物体运动过程中不同阶段的受力情况 分析各个力的功 2 分析物体各个过程中的初末速度 在不同阶段运用动能定理求解 此为分段法 这种方法解题时需分清物体各阶段的运动情况 列式较多 3 如果能够得到物体全过程初末动能的变化及全过程中各力的功 用全过程列一个方程即可 此方法较简洁 命题规律根据动能定理判断机械能 动能 势能及其他形式的能之间的相互转化情况 用动能定理判断能量间的转化关系 2014 哈尔滨师大附中 东北师大附中 辽宁省实验中学联考 如图所示 质量为m的滑块在水平面上以速率v撞上劲度系数为k的轻质弹簧 当滑块将弹簧压缩了x0时速度减小到零 然后弹簧又将滑块向右推开 已知滑块与水平面间的动摩擦因数为 整个过程弹簧未超过弹性限度且二者未拴接 则下列判断正确的是 解析 滑块向右运动至弹簧弹力与摩擦力平衡时 滑块的动能最大 机械能最大 因而滑块的机械能先增大再减小 选项A正确 答案 ACD 答案 A 命题规律物体运动过程较多时利用动能定理分析计算物体受力 位移 速度或某力做功等 动能定理在多阶段过程中的应用 2014 福建理综 如图为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 2014 山东泰安一模 如图甲所示 固定在水平地面上的工件 由AB和BD两部分组成 其中AB部分为光滑的圆弧 AOB 37 圆弧的半径R 0 5m BD部分水平 长度为0 2m C为BD的中点 现有一质量m 1kg 可视为质点的物块从A端由静止释放 恰好能运动到D点 g取10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 求 1 物块运动到B点时 对工件的压力大小 2 为使物块恰好运动到C点静止 可以在物块运动到B点后 对它施加一竖直向下的恒力F F应为多大 3 为使物块运动到C点时速度为零 也可先将BD部分以B为轴向上转动一锐角 如图乙所示 应为多大 假设物块经过B点时没有能量损失 答案 1 14N 2 10N 3 37 命题规律物体在变力的作用下运动 求物体在运动过程中的瞬时速度或力对物体所做的功 用动能定理求变力做功 如图甲所示 一质量为m 1kg的物块静止在粗糙水平面上的A点 从t 0时刻开始 物块在受按如图乙所示规律变化的水平力F作用下向右运动 第3s末物块运动到B点时速度刚好为0 第5s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 0 2 g取10m s2 求 1 AB间的距离 2 水平力F在5s时间内对物块所做的功 答案 1 4m 2 24J 如图所示 一位质量m 65kg参加 挑战极限运动 的业余选手要越过一宽度为x 3m的水沟 跃上高为h 1 8m的平台 采用的方法是 人手握一根长L 3 05m的轻质弹性杆一端 从A点由静止开始匀加速助跑 至B点时 杆另一端抵在O点的阻挡物上 接着杆发生形变 同时人蹬地后被弹起 到达最高点时杆处于竖直状态 人的重心恰位于杆的顶端 此刻人放开杆水平飞出 最终趴落在平台上 运动过程中空气阻力可忽略不计 g取10m s2 1 设人到达B点时速度vB 8m s 人匀加速运动的加速度a 2m s2 求助跑距离xAB 2 设人跑动过程中重心离地高度H 1 0m 在 1 2 问的条件下 在B点人蹬地弹起瞬间 人至少再做多少功 答案 1 16m 2 422 5J 17 动能定理与图象结合的问题命题规律考查识别图象 从而找出解题的信息及数据 达到解题的目的 2014 山东泰安一模 一质量为2kg的物体 在水平恒定拉力的作用下以某一速度在粗糙的水平面上做匀速直线运动 当运动一段时间后 拉力逐渐减小 且当拉力减