高考物理一轮复习第五章第2节动能定理及其应用课件

第2节动能定理及其应用一、动能运动1.定义：物体由于________而具有的能叫动能.2.公式：Ek＝________.12mv23.单位：焦耳，1J＝1kg·m2/s2.4.性质：动能是标量，是状态量，与v瞬时对应.内容合外力在一个过程中对物体所做的功等于物体动能的变化表达式W＝ΔEk＝____________________对定理的理解W>0，物体的动能________；W<0，物体的动能________；W＝0，物体的动能不变二、动能定理增加减少(续表)适用条件(1)动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动；(2)既适用于恒力做功，也适用于变力做功；(3)力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以不同时作用【基础自测】1.判断下列题目的正误.(1)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.()(2)动能不变的物体一定处于平衡状态.()(3)如果物体所受的合外力为零，那么合外力对物体做功一定为零.()(4)物体在合外力作用下做变速运动时，动能一定变化.()(5)物体的动能不变，所受的合外力必定为零.()答案：(1)√

(2)×

(3)√

(4)×

(5)×

2.(2023年新课标卷)无风时，雨滴受空气阻力的作用在地面附近会以恒定的速率竖直下落.一质量为m的雨滴在地面附近以速率v下落高度h的过程中，克服空气阻力做的功为(重力加速度大小)为g)( A.0B.mgh

解析：在地面附近雨滴做匀速运动，根据动能定理得mgh－Wf＝0，雨滴克服空气阻力做功为mgh.

答案：B

3.(2021年广东深圳月考)如图5-2-1所示，将质量为m的石块从距地面h高处斜向上方抛出，石块抛出时的速度大小为v0，不)计空气阻力，石块落地时的动能为(

图5-2-1答案：D

4.(2021年辽宁六校联考)如图5-2-2所示，在足球比赛中，某位同学获得一次点球机会，他在门前用力将足球踢出，足球以约5m/s的速度撞在球门的横梁上.已知足球质量约为0.4kg，球门横梁离地面高度约为2.5m，忽略足球受到的空气阻力，则该同学罚球时对足球做的功最接近(g取10m/s2)()图5-2-2A.5JB.15JC.30JD.100J答案：B热点1对动能定理的理解[热点归纳]1.动能与动能的变化的区别.(1)动能与动能的变化是两个不同的概念，动能是状态量，动能的变化是过程量.(2)动能为非负值，而动能变化量有正负之分.ΔEk＞0表示物体的动能增加，ΔEk＜0表示物体的动能减少.2.对动能定理的理解.

(1)做功的过程就是能量转化的过程，动能定理表达式中的“＝”的意义是一种因果关系，是一个在数值上相等的符号.

(2)对“外力”的理解：动能定理叙述中所说的“外力”，既可以是重力、弹力、摩擦力，也可以是电场力、磁场力或其他力.

【典题1】如图5-2-3所示，我国滑雪运动员在一次自由式滑雪空中技巧训练中保持同一姿态沿斜坡下滑了一段距离，如果重力对他做功1000J，他克服阻力做功500J，则他在此过程中(

)

A.可能在做匀速直线运动B.动能增加了500JC.动能减少了500JD.动能增加了1500J图5-2-3

解析：重力对他做功1000J，他克服阻力做功500J，即阻力做功为－500J，所以外力对他做的总功为1000J－500J＝500J，由动能定理知动能增加了500J，运动员的速度增大，在做加速运动.

答案：B方法技巧动能定理指出了外力对物体所做的总功与物体动能变化之间的关系，即外力对物体所做的总功，对应于物体动能的变化，变化的大小由做功的多少来量度.热点2动能定理的应用[热点归纳]1.动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系，一般以地面或相对地面静止的物体为参考系.

2.应用动能定理的关键在于对研究对象进行准确的受力分析及运动过程分析，并画出运动过程的草图，借助草图理解物理过程之间的关系.

3.当物体的运动包含多个不同过程时，可分段应用动能定理求解；当所求解的问题不涉及中间的速度时，也可以全过程应用动能定理求解，这样更简便.4.列动能定理方程时，必须明确各力做功的正、负，确实难以判断的先假定为正功，最后根据结果加以检验.

考向1动能定理的简单应用

【典题2】如图5-2-4所示，在竖直墙壁上有一个可以上下移动的小球抛射装置，水平地面上距墙角d处有一小洞.改变小球抛射装置的高度及弹簧的弹性势能，使质量为m的小球水平抛出后，直接落入洞中时的动能最小，重力加速度大小为g.则下列说法正确的是()图5-2-4A.小球抛射装置的高度为dB.小球水平抛出时的动能为mgd

答案：D思路导引本题的突破口是“直接落入洞中时的动能最小”，此动能与h有直接关系，可以由动能定理表示出来，判断何时动能最大.

【迁移拓展1】(2023年广东潮州二模)北京冬奥会单板滑雪大跳台的比赛场地分为助滑区、起跳台、着陆坡和终点区域四个部分.运动员进入起跳台后的运动可简化成如图5-2-5所示，先以水平初速度v0

从A点冲上圆心角为α的圆弧跳台，从B点离开跳台，C点为运动轨迹最高点，之后落在着陆坡上的E

点.若忽略运动过程中受到的一切阻力并将运动员及其装备看成质点，则下列说法正确的是()图5-2-5A.运动员离开B点后的上升过程中处于超重状态B.运动员在C点速度为0C.运动员下降过程中的加速度不变D.α越大，运动员落在着陆坡上的速度越大解析：运动员下降过程中只受重力作用，则加速度不变，选项C正确.答案：C考向2用动能定理求解变力做的功[热点归纳]应用动能定理求变力做功时应注意的问题：(1)所求的变力做的功不一定为总功，故所求的变力做的功不一定等于ΔEk.(2)合外力对物体所做的功对应物体动能的变化，而不是对应物体的动能.

(3)若有多个力做功时，必须明确各力做功的正负，待求的变力做的功若为负功，可以设克服该力做功为W，则表达式中应用－W(也可以设变力做的功为W，则字母W本身含有负号).

【典题3】(2023

年广东茂名二模)“广湛”高铁将茂名到广州的通行时间缩短至2小时.假设动车启动后沿平直轨道行驶，发动机功率恒定，行车过程中受到的阻力恒为f、已知动车质量为m，最高行驶速度为vm，下列说法正确的是()A.动车启动过程中所受合外力不变B.动车发动机功率为fvm

解析：发动机功率恒定，根据P＝Fv，速度变大，牵引力变小，合外力F合＝F－f，合外力变小，故A错误.速度最大时，动车加速度为零，受力平衡，此时P＝Fv＝fvm，故B正确.从启动到最大速度过程中，动车做加速度变小的加速运动，动车平均速度答案：B

思路导引求解牵引力做功，若力为已知恒力，且位移可求，应用W＝Fx求解；若功率恒定且已知，时间已知，应用W＝Pt求解；若运动过程的初末动能已知，阻力做功可求，应用动能定理求解.考向3动能定理在多过程问题中的应用[热点归纳]1.分析思路.(1)受力与运动分析：根据物体的运动过程分析物体的受力情况，以及不同运动过程中力的变化情况.(2)做功分析：根据各种力做功的不同特点，分析各种力在不同的运动过程中的做功情况.(3)功能关系分析：运用动能定理、功能关系或能量守恒定律进行分析，选择合适的规律求解.2.方法技巧.(1)“合”——整体上把握全过程，构建大致的运动图景.(2)“分”——将全过程进行分解，分析每个子过程对应的基本规律.(3)“合”——找出各子过程之间的联系，以衔接点为突破口，寻求解题最优方案.

【典题4】(2023

年江苏卷)如图5-2-6所示，滑雪道AB由坡道和水平道组成，且平滑连接，坡道倾角均为45°.平台BC与缓冲坡CD相连.若滑雪者从P点由静止开始下滑，恰好到达B点.滑雪者现从A点由静止开始下滑，从B点飞出.已知A、P间的距离为d，滑雪者与滑道间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g，不计空气阻力.(1)求滑雪者运动到P点的时间t.(2)求滑雪者从B点飞出的速度大小v.(3)若滑雪者能着陆在缓冲坡CD上，求平台BC的最大长度L.图5-2-6解：(1)滑雪者从A点到P点根据动能定理有

(2)由于滑雪者从P点由静止开始下滑，恰好到达B点，故从P点到B点合力做功为0，所以当从A点下滑时，到达B点有(3)当滑雪者刚好落在C点时，平台BC的长度最大；滑雪者水平方向上有L＝vPsin45°×t方法技巧(1)应用动能定理求解往复运动问题时，要确定物体的初状态和最终状态. (2)重力做功与物体运动路径无关，可用WG＝mgh直接求解. (3)滑动摩擦力做功与物体运动路径有关，其功的大小可用Wf＝－Ff·s求解，其中s为物体相对滑行的路程.

【迁移拓展2】(2023年广东广州三模)一篮球质量为m＝0.60kg，一运动员使其从距地面高度为h1＝1.8m处由静止自由落下，反弹高度为h2＝1.2m，若使篮球从距地面h3＝1.5m的高度由静止下落，并在开始下落的同时运动员向下拍球，球落地后反弹的高度也为1.5m，该篮球每次与地面碰撞前后的动能的比值K不变，重力加速度大小g取10m/s2，不计空气阻力，求：(1)比值K的大小.(2)运动员拍球过程中对篮球所做的功.

解