高中物理必修二專題10 動能定理及其應(yīng)用-學生版

1、專題10 動能定理及其應(yīng)用（教師版）一、目標要求目標要求重、難點動能定理重點動能定理的應(yīng)用重點二、知識點解析1動能物體由于運動而具有的能，這種能量即為動能2動能的公式首先，我們設(shè)計這樣的物理情景：一物體質(zhì)量為m，靜止在光滑水平面上，在恒定外力F作用下，物體發(fā)生一段位移s，得到速度v，這個過程中外力做功W=Fs，根據(jù)動力學規(guī)律可以推導出： 這表明，物體的動能(一般用符號表示)可量化為：3動能的理解(1)單位：在國際單位制中是焦耳(J)1 kg(m/s)2=1 Nm=1 J(2)動能是狀態(tài)量對于給定的物體(m一定)，某狀態(tài)下速度的大小決定了該狀態(tài)下的動能(3)動能是標量，只有大小，沒有方向，且總大

2、于(v0時)或等于零(v=0時)，不可能小于零(無負值)(4)動能是相對量(因速度是相對量)參考系不同，速度就不同，所以動能也不同(5)動能的變化，又稱動能的增量，是指一個運動過程中物體末狀態(tài)的動能Ek2(對應(yīng)于速度v2)與初狀態(tài)的動能Ek1(對應(yīng)于速度v1)之差4動能定理力在一個過程中對物體所做的功，等于物體在這個過程中動能的變化(增量)這個結(jié)論即為動能定理5動能定理的理解(1)如果物體受到幾個力的作用，則動能定理中的“功”指的是各力做功的代數(shù)和，亦即合外力做的功(2)因外力做功可正、可負，所以物體在某一運動過程中動能可能增加，也可能減少，因而定理中“增量”一詞，不表示動能一定增大，確切含義

3、應(yīng)該是末態(tài)與初態(tài)的動能差，或稱為“改變量”，數(shù)值可正可負(3)功是伴隨一個物理過程而產(chǎn)生的，是過程量；動能是狀態(tài)量動能定理表示了過程量等于狀態(tài)量的改變量(4)動能定理描述了力作用在一段位移上(空間積累)的效果是產(chǎn)生動能變化，其實質(zhì)是一個質(zhì)點的功能關(guān)系(5)動能定理對應(yīng)的是一個過程，它只涉及物體初、末狀態(tài)的動能和整個過程中合外力的功，計算十分方便6應(yīng)用動能定理解題的一般步驟(1)恰當選取研究對象；(2)對研究對象進行受力分析，畫出受力圖；(3)分析研究對象的運動過程，確定初、末狀態(tài)；(4)求出從初狀態(tài)到末狀態(tài)的過程中各力對研究對象所做的總功；(5)計算研究對象從初狀態(tài)到末狀態(tài)的動能增量；(6)建

4、立動能定理方程、解方程、做必要的討論三、考查方向題型1：對動能基本概念的理解典例一：關(guān)于動能的理解，下列說法錯誤的是()A凡是運動的物體都具有動能B物體的動能不能為負值C一定質(zhì)量的物體動能變化時，速度一定變化，但速度變化時，動能不一定變化D動能不變的物體，一定處于平衡狀態(tài)題型2：對動能定理公式的理解典例二：(多選)下列關(guān)于運動物體所受的合外力、合外力做功和動能變化的關(guān)系，正確的是( )A如果物體所受的合外力為零，那么合外力對物體做的功一定為零B如果合外力對物體所做的功為零，則合外力一定為零C物體做變速運動，合外力一定不為零，動能不一定變化D物體的動能不變，所受的合外力必定為零題型3：動能定理解

5、決多過程問題典例三：如圖，物體從斜面頂端由靜止下滑，到底端B后經(jīng)過一小段光滑圓弧，進入水平地面已知物體質(zhì)量為m=10 kg，斜面頂端離地面高為h=2.4 m，斜面傾角=37，物體與斜面和水平地面的動摩擦因數(shù)均為=0.5取g=10 m/s2，sin37=0.60，cos37=0.80(1)求物體到達B點時的速度大小；(2)物體從斜面上滑下后在水平地面上滑行直至停下來求物體停下來的位置距B點的距離題型4：動能定理解決變力做功問題典例四：如圖所示，板長為L，板的B端靜止放有質(zhì)量為m的小物體，物體與板的動摩擦因數(shù)為開始時板水平，在緩慢轉(zhuǎn)過一個小角度的過程中，小物體保持與板相對靜止，則在這個過程中( )

6、A摩擦力對小物體做功為mgLcos(1cos)B摩擦力對小物體做功為mgLsin(1cos)C彈力對小物體做功為mgLsinD彈力對小物體做功為mgLcossin題型5：動能定理與圖像的結(jié)合典例五：(多選)質(zhì)量為1 kg的物體以某一初速度在水平面上滑行，由于摩擦力的作用，其動能隨位移變化的圖線如圖所示，g取10 m/s2，則以下說法中正確的是( )A物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.5B物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.25C物體滑行的總時間為4 sD物體滑行的總時間為2.5 s四、模擬訓練一、基礎(chǔ)練習1.(多選)某質(zhì)量為m的物體，分別做下列運動，其動能在運動過程中一定隨時間不斷變化的是( )A勻

7、速直線運動B勻變速直線運動C平拋運動 D勻速圓周運動2.在下列幾種情況中，甲乙兩物體的動能相等的是( )A甲的速度是乙的2倍，甲的質(zhì)量是乙的B甲的質(zhì)量是乙的2倍，甲的速度是乙的C甲的質(zhì)量是乙的4倍，甲的速度是乙的D甲的速度是乙的4倍，甲的質(zhì)量是乙的3.一輛汽車的速度從10 km/h增加到20 km/h，動能的增量為；若速度從40 km/h增加到50km/h，動能的增量為，則( )ABCD無法判斷4.放在光滑水平面上的物體，僅在兩個同向水平力的共同作用下開始運動，若這兩個力分別做了6 J和8 J的功，則該物體的動能增加了( )A48 JB14 JC10 JD2 J5.一物體在運動過程中，重力做了

8、2 J的功，合力做了4 J的功，則( )A該物體動能減少，減少量等于4 JB該物體動能增加，增加量等于4 JC該物體動能減少，減少量等于2 JD該物體動能增加，增加量等于2 J6.（2015四川卷）在同一位置以相同的速率把三個小球分別沿水平、斜向上、斜向下方向拋出，不計空氣阻力，則落在同一水平地面時的速度大小A一樣大 B水平拋的最大 C斜向上拋的最大 D斜向下拋的最大7.一個質(zhì)量為20 kg的小孩從滑梯頂端由靜止開始滑下,滑到底端時的速度為 3 m/s,已知滑梯頂端距地面高度為2 m,取g=10 m/s2。下列說法中正確的是()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.(多選)質(zhì)量為m的物體從地面上方H高處無初速釋放，落在地面后出現(xiàn)一個深度為h的坑，如圖所示，在此過程中( )A外力對物體做的總功為零B地面對物體的平均阻力為mgC重力對物體做功為mgHD重力對物體做功為mg(H+h)9.物體在合外力作用下，做直線運動的vt圖象如圖所示，下列表述正確的是( )A在01 s內(nèi)，合外力做正功B在02 s內(nèi)，合外力總是做負功C在12 s內(nèi)，合外力不做功D在03 s內(nèi)，合外力總是做正功10.一顆子彈以700 m/s的速度打穿第一塊木板后速度為500 m/s，若讓它繼續(xù)打穿第二塊同樣的木板，則子彈的速度變?yōu)開m/s(木板對子彈的阻力恒定，兩塊木

10、板位置均固定)11.用F=100 N的水平恒力拉質(zhì)量m=20 kg的小木箱，使木箱在水平地面上由靜止開始做勻加速直線運動，如圖所示已知木箱與地面之間的動摩擦因數(shù)=0.40，重力加速度g=10m/s2求：(1)木箱的加速度a的大??；(2)木箱運動2.0 s時，它的速度v的大??；(3)從靜止開始到木箱運動2.0 s的過程中，水平恒力F對木箱做的功W12.汽車質(zhì)量為m =2103 kg，沿平直的路面以恒定功率20 kW由靜止出發(fā)，經(jīng)過60 s，汽車達到最大速度20 m/s. 設(shè)汽車受到的阻力恒定求：(1)阻力的大??；(2)這一過程牽引力所做的功；(3)這一過程汽車行駛的距離13.將質(zhì)量m=2 kg的

11、一塊石頭從離地面H=2 m高處由靜止開始釋放，落入泥潭并陷入泥中h=5 cm深處，不計空氣阻力，求泥對石頭的平均阻力(g取10 m/s2)hhH14.如圖所示，物體從高為的斜面上的A點由靜止滑下，恰好停在平面上的B點，若使其從B點開始運動且能回到斜面上的A點，則物體在B點的初速度應(yīng)為多大？二、提升練習1.（2020高考天津卷多選）復(fù)興號動車在世界上首次實現(xiàn)速度350 km/h自動駕駛功能，成為我國高鐵自主創(chuàng)新的又一重大標志性成果。一列質(zhì)量為m的動車，初速度為，以恒定功率P在平直軌道上運動，經(jīng)時間t達到該功率下的最大速度，設(shè)動車行駛過程所受到的阻力F保持不變。動車在時間t內(nèi)（ ）A做勻加速直線運

12、動B加速度逐漸減小C牽引力的功率D牽引力做功2.（2018全國卷2）如圖，某同學用繩子拉動木箱，使它從靜止開始沿粗糙水平路面運動至具有某一速度，木箱獲得的動能一定（ ）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江蘇卷多選）如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端連接一小物塊，O點為彈簧在原長時物塊的位置物塊由A點靜止釋放，沿粗糙程度相同的水平面向右運動，最遠到達B點在從A到B的過程中，物塊（ ）A. 加速度先減小后增大B. 經(jīng)過O點時的速度最大C. 所受彈簧彈力始終做正功D. 所受彈簧彈力做的功等于克服摩擦力做的功4.（2017海南卷）將一小球豎直向上拋出，小球在運動過程中所受到的空氣阻力不可忽略。a為小球運動軌跡上的一點，小球上升和下降經(jīng)過a