高考物理创新（基础课能力课实验课）版课件第五章机械能基础课2

基础课2动能动能定理动能1.定义：物体由于_______而具有的能叫动能。知识排查运动3.单位：焦耳，1J＝1N·m＝1kg·m2/s2。4.矢标性：动能是______，只有正值。5.状态量：动能是_________，只与时刻或位置有关。标量状态量动能定理1.内容：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中_____________。3.物理意义：合外力的功是物体动能变化的量度。4.适用条件 (1)动能定理既适用于直线运动，也适用于___________。 (2)动能定理既适用于恒力做功，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___________。动能的变化曲线运动变力做功分段作用小题速练1.思考判断 (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。(

) (6)做自由落体运动的物体，动能与时间的二次方成正比。(

)

答案

(1)√

(2)×

(3)√

(4)×

(5)×

(6)√2.[人教版必修2P74第1题改编]改变汽车的质量和速度，都可能使汽车的动能发生改变。在下列情形中，汽车的动能是原来的两倍的是(

) A.质量不变，速度增大到原来的2倍 B.速度不变，质量增大到原来的2倍 C.质量减半，速度增大到原来的4倍 D.速度减半，质量增大到原来的4倍

答案

B动能和动能定理的理解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。答案

BC动能定理与图象结合问题力学中四类图象所围“面积”的意义【例2】

(2017·江苏单科)一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处。物块初动能为Ek0，与斜面间的动摩擦因数不变，则该过程中，物块的动能Ek与位移x关系的图线是(

)解析设斜面的倾角为θ，小物块沿斜面向上滑动过程，由动能定理得Ek＝Ek0－(mgsinθ＋μmgcosθ)x；设小物块滑到最高点的距离为L，小物块沿斜面向下滑动过程，由动能定理得Ek＝Ek0－mgxsinθ－μmgcosθ(2L－x)＝Ek0－2μmgLcosθ－(mgsinθ－μmgcosθ)x，故选项C正确。答案C分析动能定理与图象结合问题“三步走”应用动能定理解题应抓好“两状态，一过程”“两状态”即明确研究对象的始、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。动能定理的应用【例3】

(2017·南京市高三年级学情调研)如图1所示，高度h＝0.8m的光滑导轨AB位于竖直平面内，其末端与长度L＝0.7m的粗糙水平导轨BC相连，BC与竖直放置内壁光滑的半圆形管道CD相连，半圆的圆心O在C点的正下方，C点离地面的高度H＝1.25m。一个质量m＝1kg的小滑块(可视为质点)，从A点由静止下滑，小滑块与BC段的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。图1(1)求小滑块在水平导轨BC段运动的时间；(2)若半圆的半径r＝0.5m，求小滑块刚进入圆管时对管壁的弹力；(3)若半圆形管道半径可以变化，则当半径为多大时，小滑块从其下端射出的水平距离最远？最远的水平距离为多少？解析

(1)设进入水平导轨BC的初速度为vB，由机械能守恒有当r＝0.2m时水平射程最远最远距离为xm＝1.7m。答案

(1)0.2s

(2)8N方向竖直向上(3)0.2m

1.7m摩擦力在平面和曲面上做功的比较——比较思维能力的培养物体沿斜面下滑过程中克服摩擦力做功大小等于动摩擦因数、正压力以及斜面底边长三者的乘积。但若是曲面则上述结论无用，因为物体在曲面做圆周运动，摩擦力做功不满足模型特点。【典例1】如图2所示，小物块从倾角为θ的倾斜轨道上A点由静止释放滑下，最终停在水平轨道上的B点，小物块与水平轨道、倾斜轨道之间的动摩擦因数均相同，A、B两点的连线与水平方向的夹角为α，不计物块在轨道转折时的机械能损失，则动摩擦因数大小为(

)图2A.tanθ

B.tanαC.tan(θ＋α) D.tan(θ－α)答案

B【典例2】

(2017·宿迁市第三次模拟考试)(多选)如图3所示，ABC是一个位于竖直平面内的圆弧形轨道，高度为h，轨道的末端C处与水平面相切。一个质量为m的小木块从轨道顶端A处由静止释放，到达C处停止，此过程中克服摩擦力做功为W1，到达B处时速度最大为v1，加速度大小为aB；小木块在C处以速度v向左运动，恰好能沿原路回到A处，此过程中克服摩擦力做功为W2，经过B处的速度大小为v2。重力加速度为g。则(

)图3答案BC1.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2.(2017·江苏泰州市高三第一次模拟)如图4所示，一物体在水平恒力作用下沿光滑的水平面做曲线运动，当物体从M点运动到N点时，其速度方向恰好改变了90°，则物体在M点到N点的运动过程中动能将(

)图4A.不断增大

B.不断减小C.先减小后增大

D.先增大后减小解析

速度方向改变了90°，说明恒力的方向应为右下方，与初速度的夹角大于90°，小于180°，才能出现末速度与初速度垂直的情况，因此恒力先做负功，当速度与恒力垂直后，恒力做正功，动能先减小后增大，选项C正确。答案

C3.(2017·江苏徐州考前模拟)在2016年全国室内铅球邀请赛中，河北名将巩立姣以19.37m夺冠。运动员在比赛时投掷铅球的分解动作如图5所示，若铅球出手时速度大小约为10m/s，铅球质量为5kg，则她在掷铅球过程中合外力对球做的功约为(

)A.25J B.250J C.70J D.270J图5答案B4.静止在粗糙水平面上的物块在水平向右的拉力作用下做直线运动，t＝4s时停下，其v－t图象如图6所示，已知物块与水平面间的动摩擦因数处处相同，则下列判断正确的是(

)图6A.整个过程中拉力做的功等于物块克服摩擦力做的功B.整个过程中拉力做的功等于零C.t＝2s时刻拉力的瞬时功率在整个过程中最大D.t＝1s到t＝3s这段时间内拉力不做功解析对物块运动的整个过程运用动能定理得WF－Wf＝0，即拉力做的功等于物块克服摩擦力做的功，选项A正确，B错误