全国通用版2018高考物理大一轮复习第五章机械能第2课时动能动能定理课件

第2课时动能动能定理回扣教材考点扫描真题在线回扣教材·梳理知识

夯基础知识整合一、动能1.定义:物体由于

而具有的能.2.公式:Ek=

.3.物理意义:动能是状态量,是

(选填“矢量”或“标量”),只有正值,动能与速度方向

.4.单位:

,1J=1N·m=1kg·m2/s2.运动标量无关焦耳末动能初动能4.适用条件如图所示,物块沿粗糙斜面下滑至水平面;小球由内壁粗糙的圆弧轨道底端运动至顶端(轨道半径为R).对物块有WG+WFf1+WFf2=

;对小球有W总-2mgR+WFf=

.(1)动能定理既适用于直线运动,也适用于

.(2)既适用于恒力做功,也适用于

.(3)力可以是各种性质的力,既可以同时作用,也可以

.曲线运动变力做功不同时作用问题思考1.物体的质量为m,在与运动方向相同的恒力F的作用下匀加速运动,速度由v1增加到v2,如图所示.这个过程中力F做的功为W.则必修2P72图7.7-1(1)这个过程中物体的加速度a为多大?物体的位移l为多大?(2)这个过程中力F做的功W与m,v1及v2的关系式是怎样的?2.质量为2g的子弹,以300m/s的速度射入厚度是5cm的木板,射穿后的速度是100m/s,如图所示,则必修2P74图7.7-4(1)子弹射穿木板的过程中动能的变化量为多大?(2)子弹受到木板阻碍作用的位移为多大?子弹射穿木板的过程中受到的平均阻力是多大?答案:(1)-80J(2)0.05m1600N典例突破〚核心点拨〛

(1)由静止释放到最低点的过程中摩擦力做功为-W.(2)在最低点时,支持力和重力的合力提供向心力.【例1】(2016·全国Ⅲ卷,20)(多选)如图,一固定容器的内壁是半径为R的半球面,在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P.它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中,克服摩擦力做的功为W.重力加速度大小为g.设质点P在最低点时,向心加速度的大小为a,容器对它的支持力大小为N,则()误区警示动能定理应用注意点(1)应用动能定理解题应抓好“两状态,一过程”“两状态”即研究对象的始、末状态的速度或动能情况,“一过程”即明确研究过程,确定这一过程研究对象的受力情况和位置变化或位移信息.(2)应用动能定理解题的思路2.导学号00622324[应用动能定理分析摩擦力做功]如图所示,一物体以6m/s的初速度从A点沿AB圆弧下滑到B点,速率仍为6m/s,若物体以5m/s的初速度从A点沿同一路线滑到B点,则到B点时的速率是()A.大于5m/s B.等于5m/sC.小于5m/s D.不能确定A解析:下滑过程中,只有重力和摩擦力做功,重力做正功,摩擦力做负功,当以6m/s的初速度下滑时,根据动能定理可得WG-WFf=0,即WG=WFf,当以6m/s的速度下滑时,由于路径不变,所以重力做功不变,但是由于速度变小了,所需要的向心加速度也变小了,即支持力变小了,所以物体受到的滑动摩擦力变小了,而路径不变,所以摩擦力做功减小了,即WG-WFf>0,所以物体的末速度大于初速度,故到B点的速度大于5m/s,故选项A正确.考点二动能定理与图像结合问题要点透析四类图像所围“面积”的含义(1)v-t图:由公式x=vt可知,v-t图线与坐标轴围成的面积表示物体的位移.(2)a-t图:由公式Δv=at可知,a-t图线与坐标轴围成的面积表示物体速度的变化量.(3)F-l图:由公式W=Fl可知,F-l图线与坐标轴围成的面积表示力所做的功.(4)P-t图:由公式W=Pt可知,P-t图线与坐标轴围成的面积表示力所做的功.典例突破【例2】如图(甲)所示,长为4m的水平轨道AB与半径为R=0.6m的竖直半圆弧轨道BC在B处相连接,有一质量为1kg的滑块(大小不计)从A处由静止开始受水平向右的力F作用,F的大小随位移变化的关系如图(乙)所示,滑块与AB间的动摩擦因数μ=0.25,与BC间的动摩擦因数未知,g取10m/s2,求:(1)滑块到达B处时的速度大小;(2)滑块在水平轨道AB上运动前2m过程所用的时间;(3)若到达B点时撤去力F,滑块沿半圆弧轨道内侧上滑,并恰好到达最高点C,则滑块在半圆弧轨道上克服摩擦力所做的功是多少?〚核心点拨〛

(1)拉力在0～2m内做正功,2～3m内不做功,3～4m内做负功.(2)滑块恰好到C点,意味着重力提供向心力.解析:由(乙)图图像斜率可知,a做加速运动时的加速度比b做加速时的加速度大,故选项A正确;物体在水平面上的运动是匀减速运动,a从t1时刻开始,b从t2时刻开始,由图像与坐标轴围成的面积表示位移可知,a在水平面上做匀减速运动的位移比b在水平面上做匀减速运动的位移大,故选项B错误;物体在斜面上运动的加速度a=gsinθ-μgcosθ,因为a的加速度大于b的加速度,所以a与斜面间的动摩擦因数比b的小,故选项C正确;对物体运动过程运用动能定理得mgh-WFf=0-0,所以WFf=mgh,a,b两个物体质量相等,所以在整个运动过程中克服摩擦力做的功一样多,两物体与水平面间的动摩擦因数相同,故选项D错误.2.导学号00622325[动能定理与v-t图像结合的计算]总质量为80kg的跳伞运动员从离地500m的直升机上跳下,经过2s后拉开绳索开启降落伞,如图是跳伞过程中的v-t图像,试根据图像求:(g取10m/s2)(2)估算14s内运动员下落的高度及克服阻力所做的功;答案:(2)156m1.23×105J(3)估算运动员从飞机上跳下到着地的总时间.答案:(3)71.3s典例突破【例3】如图所示,斜面倾角为θ,质量为m的滑块在距挡板P的距离为x0的A点以初速度v0沿斜面上滑,滑块与斜面间的动摩擦因数为μ,滑块所受摩擦力小于滑块沿斜面的“下滑力”,若滑块每次与挡板相碰,碰后以原速率返回,无动能损失,求滑块停止运动前在斜面上经过的路程.【审题图示】题干关键隐含信息以v0沿斜面上滑初动能为m滑块所受摩擦力小于滑块沿斜面的“下滑力”滑块上冲减速停止后,一定再沿斜面下滑碰后原速率反弹损失的机械能都克服摩擦力做功题后反思动能定理在多过程问题中的应用(1)将复杂的多个物理过程分割成一个一个子过程,分别对每个过程分析,得出每个过程遵循的规律.当每个过程都可以运用动能定理时,可以选择分段或全程应用动能定理,题目不涉及中间量时,选择全程应用动能定理更简单,方便.(2)应用全程法解题求功时,有些力可能不是全过程都作用,必须弄清楚物体所受的力在哪段位移上做功,哪些力做功,做正功还是负功,进而正确写出总功.1.[利用动能定理分析往复运动]如图所示,ABCD是一个盆式容器,盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧,B,C在水平线上,其距离d=0.50m.盆边缘的高度为h=0.30m.在A处放一个质量为m的小物块并让其从静止出发下滑,已知盆内侧壁是光滑的,而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数μ=0.10.小物块在盆内来回滑动,最后停下来,则停下的位置到B的距离为()A.0.50m B.0.25m C.0.10m D.0即时巩固D2.导学号00622326[利用动能定理分析平抛运动与圆周运动的组合](2016·甘肃张掖二模)如图一个质量为0.6kg的小球以某一初速度从P点水平抛出,恰好从光滑圆弧ABC的A点的切线方向进入圆弧(不计空气阻力,进入圆弧时无机械能损失).已知圆弧的半径R=0.3m,θ=60°,小球到达A点时的速度vA=4m/s.g取10m/s2,求:(1)小球做平抛运动的初速度v0;解析:(1)由题意知小球到A点的速度vA沿曲线上A点的切线方向,对速度分解如图所示.小球做平抛运动,由平抛运动规律得v0=vx=vAcosθ=2m/s.答案:(1)2m/s(2)P点与A点的高度差;答案:(2)0.6m(3)小球到达圆弧最高点C时对轨道的压力.答案:(3)8N方向竖直向上真题在线·体验高考

提素能1.(2016·全国Ⅱ卷,16)小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上,P球的质量大于Q球的质量,悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短.将两球拉起,使两绳均被水平拉直,如图所示.将两球由静止释放.在各自轨迹的最低点()A.P球的速度一定大于Q球的速度B.P球的动能一定小于Q球的动能C.P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力D.P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度C2.(2015·全国Ⅰ卷,17)如图,一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置,直径POQ水平.一质量为m的质点自P点上方高度R处由静止开始下落,恰好从P点进入轨道.质点滑到轨道最低点N时,对轨道的压力为4mg,g为重力加速度的大小.用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功.则()C3.(2016·天津卷,10)我国将于2022年举办冬奥会,跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一.如图所示,质量m=60kg的运动员从长直助滑道AB的A处由静止开始以加速度a=3.6m/s2匀加速滑下,到达助滑道末端B时速度vB=24m/s,A与B的竖直高度差H=4