高考物理總復(fù)習(xí)專(zhuān)題5機(jī)械能第2講動(dòng)能動(dòng)能定理市賽課公開(kāi)課一等獎(jiǎng)省名師獲獎(jiǎng)?wù)n件

第2講動(dòng)能、動(dòng)能定理【考綱解讀】1.了解動(dòng)能概念；2.掌握動(dòng)能定理，并能應(yīng)用動(dòng)能定了解答問(wèn)題．1/53一、動(dòng)能1．定義：物體因?yàn)開(kāi)_______而含有能．2．表示式：Ek＝________.3．單位：________，1J＝1N·m＝1kg·m2/s2.4．矢標(biāo)性：________量．5．瞬時(shí)性：v是瞬時(shí)速度．6．相對(duì)性：物體動(dòng)能相對(duì)于不一樣參考系普通不一樣．考點(diǎn)O講堂梳理自查運(yùn)動(dòng)

焦耳

標(biāo)

2/53二、動(dòng)能定理1．內(nèi)容：力在一個(gè)過(guò)程中對(duì)物體做功，等于物體在這個(gè)過(guò)程中動(dòng)能________．2．表示式：W＝Ek2－Ek1＝______________.3．適用范圍(1)動(dòng)能定理既適合用于直線運(yùn)動(dòng)，也適合用于________運(yùn)動(dòng)．(2)既適合用于恒力做功，也適合用于________做功．(3)力能夠是各種性質(zhì)力，既能夠同時(shí)作用，也能夠不一樣時(shí)作用．改變

曲線

變力

3/531．[對(duì)動(dòng)能定理考查](年河北邯鄲月考)一質(zhì)量為m小球，用長(zhǎng)為L(zhǎng)輕繩懸掛于O點(diǎn)，小球在水平拉力F作用下從平衡位置P點(diǎn)很遲緩地移到Q點(diǎn)，如圖所表示，則力F做功為()A．mgLcosθ B．mgL(1－cosθ)C．FLsinθ D．FLcosθ4/53【答案】B【解析】小球從平衡位置P點(diǎn)遲緩地移動(dòng)到Q點(diǎn)過(guò)程中，動(dòng)能改變量為零，重力做負(fù)功，繩子拉力不做功，水平拉力F做功，依據(jù)動(dòng)能定理求解拉力F所做功．小球從平衡位置P點(diǎn)遲緩地移動(dòng)到Q點(diǎn)過(guò)程中，依據(jù)動(dòng)能定理得W1－mgL(1－cosθ)＝0，得拉力F所做功為W1＝mgL(1－cosθ)，故選B．5/532.[對(duì)動(dòng)能定理應(yīng)用考查](多項(xiàng)選擇)(屆湖南衡陽(yáng)檢測(cè))冰壺比賽場(chǎng)地如圖，運(yùn)動(dòng)員從起滑架處推著冰壺出發(fā)，在投擲線MN處放手讓冰壺滑出．設(shè)在某次投擲后發(fā)覺(jué)冰壺投擲初速度v0較小，直接滑行不能使冰壺沿虛線抵達(dá)盡可能靠近圓心O位置，于是運(yùn)動(dòng)員在冰壺抵達(dá)前用毛刷摩擦冰壺運(yùn)行前方冰面，這么能夠使冰壺與冰面間動(dòng)摩擦因數(shù)從μ減小到某一較小值μ′，設(shè)經(jīng)過(guò)這么擦冰，冰壺恰好滑行到圓心O點(diǎn)．關(guān)于這一運(yùn)動(dòng)過(guò)程，以下說(shuō)法正確是()6/53A．為使此次投擲成功，必須在冰壺滑行路線上特定區(qū)間上擦冰B．為使此次投擲成功，能夠在冰壺滑行路線上不一樣區(qū)間上擦冰C．擦冰區(qū)間越靠近投擲線，冰壺滑行總時(shí)間越短D．擦冰區(qū)間越遠(yuǎn)離投擲線，冰壺滑行總時(shí)間越短【答案】BC7/53考點(diǎn)1動(dòng)能定理與應(yīng)用8/53(4)動(dòng)能定理說(shuō)明力對(duì)物體做功是引發(fā)物體動(dòng)能改變?cè)?，合外力做功過(guò)程實(shí)質(zhì)上是其它形式能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化過(guò)程，轉(zhuǎn)化了多少由合外力做了多少功來(lái)度量．2．用動(dòng)能定理求解變力功步驟(1)分析物體受力情況，確定力是恒力還是變力．(2)找出其中恒力功及變力功．(3)利用動(dòng)能定理求解．9/5310/53(1)若彈簧勁度系數(shù)為k，求輕桿開(kāi)始移動(dòng)時(shí)，彈簧壓縮量x；(2)求為使裝置安全工作，允許該小車(chē)撞擊最大速度vm.思緒剖析：(1)輕桿開(kāi)始移動(dòng)臨界條件是什么？(2)小車(chē)撞擊彈簧時(shí)若裝置安全，輕桿向右移動(dòng)不超出l時(shí)，此種情景下小車(chē)撞擊速度最大．11/5312/53練1如圖所表示，一輛汽車(chē)經(jīng)過(guò)圖中細(xì)繩拉起井中質(zhì)量為m重物．開(kāi)始時(shí)汽車(chē)在A點(diǎn)，繩子已拉緊且豎直，左側(cè)繩長(zhǎng)為H.汽車(chē)加速向左運(yùn)動(dòng)，沿水平方向從A經(jīng)過(guò)B駛向C，且A，B間距離也為H，汽車(chē)過(guò)B點(diǎn)時(shí)速度為v0.求汽車(chē)由A移動(dòng)到B過(guò)程中，繩拉力對(duì)重物做功．設(shè)繩和滑輪質(zhì)量及摩擦力不計(jì)，滑輪、汽車(chē)大小都不計(jì)．13/53【解析】將汽車(chē)抵達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度v0分解如圖所表示，汽車(chē)抵達(dá)B點(diǎn)時(shí)物體速度與同一時(shí)刻沿繩方向速度分量v1相等，即物體速度v1＝v0cosθ由題意知，θ＝45°14/531．應(yīng)用動(dòng)能定了解題步驟15/532．應(yīng)用動(dòng)能定了解題注意事項(xiàng)(1)動(dòng)能定理研究對(duì)象能夠是單一物體，或者是能夠看作單一物體物體系統(tǒng)．(2)當(dāng)題目中包括位移和速度而不包括時(shí)間或處理曲線運(yùn)動(dòng)中速率問(wèn)題時(shí)都可優(yōu)先考慮動(dòng)能定理．(3)應(yīng)用動(dòng)能定理時(shí)，必須明確各力做功正、負(fù)．16/53動(dòng)能定理與圖象結(jié)合問(wèn)題分析方法1．首先看清楚所給圖象種類(lèi)(如v－t圖象，F(xiàn)－x圖象，Ek－x圖象等)．2．挖掘圖象隱含條件——求出所需要物理量，如由v－t圖象所包圍“面積”求位移，由F－x圖象所包圍“面積”求功等．3．分析有哪些力做功，依據(jù)動(dòng)能定理列方程，求出對(duì)應(yīng)物理量．考點(diǎn)2動(dòng)能定理與圖象相結(jié)合17/53例2倫敦奧運(yùn)會(huì)女子10米(即跳臺(tái)距水面10m)跳臺(tái)比賽中，我國(guó)小將陳若琳技?jí)喝悍紛Z得冠軍．設(shè)陳若琳質(zhì)量為m＝50kg，其體形可等效為長(zhǎng)度L＝1.0m，直徑d＝0.3m圓柱體，不計(jì)空氣阻力，當(dāng)她跳起抵達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，她重心離跳臺(tái)臺(tái)面高度為0.70m，在從起跳到接觸水面過(guò)程中完成一系列動(dòng)作，入水后水等效阻力F(不包含浮力)作用于圓柱體下端面，F(xiàn)數(shù)值隨入水深度y改變函數(shù)圖象如圖所表示，該直線與F軸相交于F＝2.5mg處，與y軸相交于y＝h(某一未知深度)處，為了確保運(yùn)動(dòng)員安全，水池必須有一定深度，已知水密度ρ＝1×103kg/m3，g取10m/s2，依據(jù)以上數(shù)據(jù)估算：18/53(1)起跳瞬間所做功；(2)從起跳到接觸水面過(guò)程時(shí)間；(3)跳水池最少應(yīng)為多深？(保留2位有效數(shù)字)【答案】(1)100J(2)1.63s(3)6.6m19/5320/5321/53練2(年江蘇南通質(zhì)檢)如圖所表示，一物體以某一初速度v0從固定粗糙斜面底端上滑至最高點(diǎn)又返回底端過(guò)程中，以沿斜面向上為正方向．若用h，x，v和Ek分別表示物塊距水平地面高度、位移、速度和動(dòng)能，t表示運(yùn)動(dòng)時(shí)間．則可能正確圖象是()22/5323/531．處理物理圖象問(wèn)題基本方法(1)觀察題目給出圖象，搞清縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)所對(duì)應(yīng)物理量及圖線所表示物理意義．(2)結(jié)合圖象找出圖線斜率、截距、交點(diǎn)、圖線下面積所對(duì)應(yīng)物理意義．(3)依據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系列式解答問(wèn)題．24/532．圖象所圍“面積”意義(1)v－t圖：由公式x＝vt可知，v－t圖線與坐標(biāo)軸圍成面積表示物體位移．(2)a－t圖：由公式Δv＝at可知，a－t圖線與坐標(biāo)軸圍成面積表示物體速度改變量．(3)F－x圖：由公式W＝Fx可知，F(xiàn)－x圖線與坐標(biāo)軸圍成面積表示力所做功．(4)P－t圖：由公式W＝Pt可知，P－t圖線與坐標(biāo)軸圍成面積表示力所做功．25/531．利用動(dòng)能定理處理問(wèn)題時(shí)，選擇適當(dāng)研究過(guò)程能使問(wèn)題得以簡(jiǎn)化．當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程包含幾個(gè)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)不一樣子過(guò)程時(shí)，能夠選擇一個(gè)、幾個(gè)或全部子過(guò)程作為研究過(guò)程．2．當(dāng)選擇全部子過(guò)程作為研究過(guò)程，包括重力、大小恒定阻力或摩擦力做功時(shí)，要注意利用它們功效特點(diǎn)：(1)重力功取決于物體初、末位置，與路徑無(wú)關(guān)．(2)大小恒定阻力或摩擦力功等于力大小與旅程乘積．考點(diǎn)3動(dòng)能定理在多過(guò)程中應(yīng)用26/53例3山地滑雪是人們喜愛(ài)一項(xiàng)體育運(yùn)動(dòng)．一滑雪道ABC底部是一段半徑為R圓弧，圓弧末端C切線沿水平方向，C點(diǎn)到地面之間是一懸崖峭壁，如圖所表示．已知AC間高度差為h，運(yùn)動(dòng)員連同滑雪裝備總質(zhì)量為m，開(kāi)始時(shí)運(yùn)動(dòng)員從A點(diǎn)由靜止下滑，滑到C點(diǎn)后被水平拋出，當(dāng)拋出時(shí)間為t時(shí)，迎面遭遇一股強(qiáng)風(fēng)，最終運(yùn)動(dòng)員落到了與起點(diǎn)A高差為H水平雪地上，落地時(shí)速度大小為v，不計(jì)遭遇強(qiáng)風(fēng)前空氣阻力和雪道摩擦阻力，重力加速度為g.求：27/53(1)運(yùn)動(dòng)員抵達(dá)C點(diǎn)所受支持力大??；(2)運(yùn)動(dòng)員剛遭遇強(qiáng)風(fēng)時(shí)速度大小及距地面高度；(3)強(qiáng)風(fēng)對(duì)運(yùn)動(dòng)員所做功為多大？28/53思緒剖析：(1)運(yùn)動(dòng)員整體由A到C機(jī)械能守恒嗎？怎樣求C點(diǎn)速度和支持力？(2)離開(kāi)C點(diǎn)后時(shí)間為t內(nèi)運(yùn)動(dòng)員做什么運(yùn)動(dòng)？怎樣求解？(3)運(yùn)動(dòng)員整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程受哪些力作用？哪些力做了功？怎樣由動(dòng)能定理列式？29/5330/5331/53練3如圖所表示，輕彈簧左端固定在豎直墻上，右端點(diǎn)在O位置．質(zhì)量為m物塊A(可視為質(zhì)點(diǎn))以初速度v0從距O點(diǎn)右方x0P點(diǎn)處向左運(yùn)動(dòng)，與彈簧接觸后壓縮彈簧，將彈簧右端壓到O′點(diǎn)位置后，A又被彈簧彈回．A離開(kāi)彈簧后，恰好回到P點(diǎn)．物塊A與水平面間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.求：32/53(1)物塊A從P點(diǎn)出發(fā)又回到P點(diǎn)過(guò)程，克服摩擦力所做功；(2)O點(diǎn)和O′點(diǎn)間距離x1；(3)若將另一個(gè)與A完全相同物塊B(可視為質(zhì)點(diǎn))與彈簧右端拴接，將A放在B右邊，向左壓A，B，使彈簧右端壓縮到O′點(diǎn)位置，然后從靜止釋放，A，B共同滑行一段距離后分離．分離后物塊A向右滑行最大距離x2是多少？33/5334/5335/53處理多過(guò)程問(wèn)題時(shí)，對(duì)整體應(yīng)用動(dòng)能定理求解較簡(jiǎn)捷；但要尤其注意分析各個(gè)力做功特點(diǎn)，比如：重力做功與實(shí)際路徑無(wú)關(guān)，只與始末位置高度差相關(guān)；滑動(dòng)摩擦力做功與旅程相關(guān)．36/53熱點(diǎn)題組一動(dòng)能定理了解1．(多項(xiàng)選擇)(屆山西四校聯(lián)考)如圖所表示，卷?yè)P(yáng)機(jī)繩索經(jīng)過(guò)定滑輪用力F拉位于粗糙斜面上木箱，使之沿斜面向上加速移動(dòng)．在移動(dòng)過(guò)程中，以下說(shuō)法中正確是()模擬精選·組合專(zhuān)練A．F對(duì)木箱做功等于木箱增加動(dòng)能與木箱克服摩擦力所做功之和B．F對(duì)木箱做功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做功之和C．木箱克服重力所做功等于木箱增加重力勢(shì)能D．F對(duì)木箱做功等于木箱增加機(jī)械能與木箱克服摩擦力做功之和37/53【答案】CD【解析】木箱在上升過(guò)程中，由動(dòng)能定理可知WF－mgh－Wf＝ΔEk，故有WF＝mgh＋Wf＋ΔEk，由此可知選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，D正確；木箱上升過(guò)程中，重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加，木箱克服重力做功等于木箱增加重力勢(shì)能，選項(xiàng)C正確．38/53熱點(diǎn)題組二動(dòng)能定理求解變力做功2．(屆江蘇南通質(zhì)檢)某同學(xué)參加學(xué)校運(yùn)動(dòng)會(huì)立定跳遠(yuǎn)項(xiàng)目比賽，起跳直至著地過(guò)程如圖，測(cè)量得到比賽成績(jī)是2.5m，目測(cè)空中腳離地最大高度約0.8m，忽略空氣阻力，則起跳過(guò)程該同學(xué)所做功約為()A．65J B．350JC．700J D．1250J【答案】C39/5340/5341/53【答案】C42/53熱點(diǎn)題組三動(dòng)能定理與圖象結(jié)合4．(多項(xiàng)選擇)(屆江西師大附中檢測(cè))一個(gè)質(zhì)量為m＝2kg物塊靜止放置在粗糙水平地面O處，物塊與水平面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，在水平拉力F作用下物塊由靜止開(kāi)始沿水平地面向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，物塊回到出發(fā)點(diǎn)O處，取水平向右為速度正方向，如圖甲所表示，物塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中其速度v隨時(shí)間t改變規(guī)律如圖乙所表示，重力加速度g取10m/s2，則()43/53A．物塊經(jīng)過(guò)4s時(shí)間到出發(fā)點(diǎn)B．4.5s時(shí)刻水平力F大小為16NC．6s內(nèi)摩擦力對(duì)物體先做負(fù)功，后做正功，總功為零D．物塊運(yùn)動(dòng)到第4s時(shí)改變水平拉力方向【答案】BD44/5345/5346/53【答案】B47/53熱點(diǎn)題組四動(dòng)能定理在多過(guò)程中應(yīng)用6．(年梧州模擬)如圖所表示，傾角為37°粗糙斜面AB底端與半徑R＝0.4m光滑半圓軌道BC