高中物理必修二专题10 动能定理及其应用-学生版

1、专题10 动能定理及其应用（教师版）一、目标要求目标要求重、难点动能定理重点动能定理的应用重点二、知识点解析1动能物体由于运动而具有的能，这种能量即为动能2动能的公式首先，我们设计这样的物理情景：一物体质量为m，静止在光滑水平面上，在恒定外力F作用下，物体发生一段位移s，得到速度v，这个过程中外力做功W=Fs，根据动力学规律可以推导出： 这表明，物体的动能(一般用符号表示)可量化为：3动能的理解(1)单位：在国际单位制中是焦耳(J)1 kg(m/s)2=1 Nm=1 J(2)动能是状态量对于给定的物体(m一定)，某状态下速度的大小决定了该状态下的动能(3)动能是标量，只有大小，没有方向，且总大

2、于(v0时)或等于零(v=0时)，不可能小于零(无负值)(4)动能是相对量(因速度是相对量)参考系不同，速度就不同，所以动能也不同(5)动能的变化，又称动能的增量，是指一个运动过程中物体末状态的动能Ek2(对应于速度v2)与初状态的动能Ek1(对应于速度v1)之差4动能定理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变化(增量)这个结论即为动能定理5动能定理的理解(1)如果物体受到几个力的作用，则动能定理中的“功”指的是各力做功的代数和，亦即合外力做的功(2)因外力做功可正、可负，所以物体在某一运动过程中动能可能增加，也可能减少，因而定理中“增量”一词，不表示动能一定增大，确切含义

3、应该是末态与初态的动能差，或称为“改变量”，数值可正可负(3)功是伴随一个物理过程而产生的，是过程量；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(4)动能定理描述了力作用在一段位移上(空间积累)的效果是产生动能变化，其实质是一个质点的功能关系(5)动能定理对应的是一个过程，它只涉及物体初、末状态的动能和整个过程中合外力的功，计算十分方便6应用动能定理解题的一般步骤(1)恰当选取研究对象；(2)对研究对象进行受力分析，画出受力图；(3)分析研究对象的运动过程，确定初、末状态；(4)求出从初状态到末状态的过程中各力对研究对象所做的总功；(5)计算研究对象从初状态到末状态的动能增量；(6)建

4、立动能定理方程、解方程、做必要的讨论三、考查方向题型1：对动能基本概念的理解典例一：关于动能的理解，下列说法错误的是()A凡是运动的物体都具有动能B物体的动能不能为负值C一定质量的物体动能变化时，速度一定变化，但速度变化时，动能不一定变化D动能不变的物体，一定处于平衡状态题型2：对动能定理公式的理解典例二：(多选)下列关于运动物体所受的合外力、合外力做功和动能变化的关系，正确的是( )A如果物体所受的合外力为零，那么合外力对物体做的功一定为零B如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一定为零C物体做变速运动，合外力一定不为零，动能不一定变化D物体的动能不变，所受的合外力必定为零题型3：动能定理解

5、决多过程问题典例三：如图，物体从斜面顶端由静止下滑，到底端B后经过一小段光滑圆弧，进入水平地面已知物体质量为m=10 kg，斜面顶端离地面高为h=2.4 m，斜面倾角=37，物体与斜面和水平地面的动摩擦因数均为=0.5取g=10 m/s2，sin37=0.60，cos37=0.80(1)求物体到达B点时的速度大小；(2)物体从斜面上滑下后在水平地面上滑行直至停下来求物体停下来的位置距B点的距离题型4：动能定理解决变力做功问题典例四：如图所示，板长为L，板的B端静止放有质量为m的小物体，物体与板的动摩擦因数为开始时板水平，在缓慢转过一个小角度的过程中，小物体保持与板相对静止，则在这个过程中( )

6、A摩擦力对小物体做功为mgLcos(1cos)B摩擦力对小物体做功为mgLsin(1cos)C弹力对小物体做功为mgLsinD弹力对小物体做功为mgLcossin题型5：动能定理与图像的结合典例五：(多选)质量为1 kg的物体以某一初速度在水平面上滑行，由于摩擦力的作用，其动能随位移变化的图线如图所示，g取10 m/s2，则以下说法中正确的是( )A物体与水平面间的动摩擦因数为0.5B物体与水平面间的动摩擦因数为0.25C物体滑行的总时间为4 sD物体滑行的总时间为2.5 s四、模拟训练一、基础练习1.(多选)某质量为m的物体，分别做下列运动，其动能在运动过程中一定随时间不断变化的是( )A匀

7、速直线运动B匀变速直线运动C平抛运动 D匀速圆周运动2.在下列几种情况中，甲乙两物体的动能相等的是( )A甲的速度是乙的2倍，甲的质量是乙的B甲的质量是乙的2倍，甲的速度是乙的C甲的质量是乙的4倍，甲的速度是乙的D甲的速度是乙的4倍，甲的质量是乙的3.一辆汽车的速度从10 km/h增加到20 km/h，动能的增量为；若速度从40 km/h增加到50km/h，动能的增量为，则( )ABCD无法判断4.放在光滑水平面上的物体，仅在两个同向水平力的共同作用下开始运动，若这两个力分别做了6 J和8 J的功，则该物体的动能增加了( )A48 JB14 JC10 JD2 J5.一物体在运动过程中，重力做了

8、2 J的功，合力做了4 J的功，则( )A该物体动能减少，减少量等于4 JB该物体动能增加，增加量等于4 JC该物体动能减少，减少量等于2 JD该物体动能增加，增加量等于2 J6.（2015四川卷）在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜向下方向抛出，不计空气阻力，则落在同一水平地面时的速度大小A一样大 B水平抛的最大 C斜向上抛的最大 D斜向下抛的最大7.一个质量为20 kg的小孩从滑梯顶端由静止开始滑下,滑到底端时的速度为 3 m/s,已知滑梯顶端距地面高度为2 m,取g=10 m/s2。下列说法中正确的是()A.合外力做功90 JB.阻力做功490 JC.重力做功200 J

9、D.支持力做功110 J8.(多选)质量为m的物体从地面上方H高处无初速释放，落在地面后出现一个深度为h的坑，如图所示，在此过程中( )A外力对物体做的总功为零B地面对物体的平均阻力为mgC重力对物体做功为mgHD重力对物体做功为mg(H+h)9.物体在合外力作用下，做直线运动的vt图象如图所示，下列表述正确的是( )A在01 s内，合外力做正功B在02 s内，合外力总是做负功C在12 s内，合外力不做功D在03 s内，合外力总是做正功10.一颗子弹以700 m/s的速度打穿第一块木板后速度为500 m/s，若让它继续打穿第二块同样的木板，则子弹的速度变为_m/s(木板对子弹的阻力恒定，两块木

10、板位置均固定)11.用F=100 N的水平恒力拉质量m=20 kg的小木箱，使木箱在水平地面上由静止开始做匀加速直线运动，如图所示已知木箱与地面之间的动摩擦因数=0.40，重力加速度g=10m/s2求：(1)木箱的加速度a的大小；(2)木箱运动2.0 s时，它的速度v的大小；(3)从静止开始到木箱运动2.0 s的过程中，水平恒力F对木箱做的功W12.汽车质量为m =2103 kg，沿平直的路面以恒定功率20 kW由静止出发，经过60 s，汽车达到最大速度20 m/s. 设汽车受到的阻力恒定求：(1)阻力的大小；(2)这一过程牵引力所做的功；(3)这一过程汽车行驶的距离13.将质量m=2 kg的

11、一块石头从离地面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，求泥对石头的平均阻力(g取10 m/s2)hhH14.如图所示，物体从高为的斜面上的A点由静止滑下，恰好停在平面上的B点，若使其从B点开始运动且能回到斜面上的A点，则物体在B点的初速度应为多大？二、提升练习1.（2020高考天津卷多选）复兴号动车在世界上首次实现速度350 km/h自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。一列质量为m的动车，初速度为，以恒定功率P在平直轨道上运动，经时间t达到该功率下的最大速度，设动车行驶过程所受到的阻力F保持不变。动车在时间t内（ ）A做匀加速直线运

12、动B加速度逐渐减小C牵引力的功率D牵引力做功2.（2018全国卷2）如图，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度，木箱获得的动能一定（ ）A. 小于拉力所做的功B. 等于拉力所做的功C. 等于克服摩擦力所做的功D. 大于克服摩擦力所做的功3.（2018江苏卷多选）如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，O点为弹簧在原长时物块的位置物块由A点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达B点在从A到B的过程中，物块（ ）A. 加速度先减小后增大B. 经过O点时的速度最大C. 所受弹簧弹力始终做正功D. 所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功4.（2017海南卷）将一小球竖直向上抛出，小球在运动过程中所受到的空气阻力不可忽略。a为小球运动轨迹上的一点，小球上升和下降经过a