高考物理創(chuàng)新（基礎(chǔ)課能力課實(shí)驗課）版課件第五章機(jī)械能基礎(chǔ)課2

基礎(chǔ)課2動能動能定理動能1.定義：物體由于_______而具有的能叫動能。知識排查運(yùn)動3.單位：焦耳，1J＝1N·m＝1kg·m2/s2。4.矢標(biāo)性：動能是______，只有正值。5.狀態(tài)量：動能是_________，只與時刻或位置有關(guān)。標(biāo)量狀態(tài)量動能定理1.內(nèi)容：力在一個過程中對物體做的功，等于物體在這個過程中_____________。3.物理意義：合外力的功是物體動能變化的量度。4.適用條件 (1)動能定理既適用于直線運(yùn)動，也適用于___________。 (2)動能定理既適用于恒力做功，也適用于___________。 (3)力可以是各種性質(zhì)的力，既可以同時作用，也可以___________。動能的變化曲線運(yùn)動變力做功分段作用小題速練1.思考判斷 (1)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。(

) (2)動能不變的物體一定處于平衡狀態(tài)。(

) (3)如果物體所受的合外力為零，那么合外力對物體做功一定為零。(

) (4)物體在合外力作用下做變速運(yùn)動時，動能一定變化。(

) (5)物體的動能不變，所受的合外力必定為零。(

) (6)做自由落體運(yùn)動的物體，動能與時間的二次方成正比。(

)

答案

(1)√

(2)×

(3)√

(4)×

(5)×

(6)√2.[人教版必修2P74第1題改編]改變汽車的質(zhì)量和速度，都可能使汽車的動能發(fā)生改變。在下列情形中，汽車的動能是原來的兩倍的是(

) A.質(zhì)量不變，速度增大到原來的2倍 B.速度不變，質(zhì)量增大到原來的2倍 C.質(zhì)量減半，速度增大到原來的4倍 D.速度減半，質(zhì)量增大到原來的4倍

答案

B動能和動能定理的理解1.動能與動能的變化的區(qū)別 (1)動能與動能的變化是兩個不同的概念，動能是狀態(tài)量，動能的變化是過程量。 (2)動能為非負(fù)值，而動能變化量有正負(fù)之分。ΔEk＞0表示物體的動能增加，ΔEk＜0表示物體的動能減少。2.對動能定理的理解 (1)做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程，動能定理表達(dá)式中的“＝”的意義是一種因果關(guān)系在數(shù)值上相等的符號。(2)對“外力”的理解動能定理敘述中所說的“外力”，既可以是重力、彈力、摩擦力，也可以是電場力、磁場力或其他力。答案

BC動能定理與圖象結(jié)合問題力學(xué)中四類圖象所圍“面積”的意義【例2】

(2017·江蘇單科)一小物塊沿斜面向上滑動，然后滑回到原處。物塊初動能為Ek0，與斜面間的動摩擦因數(shù)不變，則該過程中，物塊的動能Ek與位移x關(guān)系的圖線是(

)解析設(shè)斜面的傾角為θ，小物塊沿斜面向上滑動過程，由動能定理得Ek＝Ek0－(mgsinθ＋μmgcosθ)x；設(shè)小物塊滑到最高點(diǎn)的距離為L，小物塊沿斜面向下滑動過程，由動能定理得Ek＝Ek0－mgxsinθ－μmgcosθ(2L－x)＝Ek0－2μmgLcosθ－(mgsinθ－μmgcosθ)x，故選項C正確。答案C分析動能定理與圖象結(jié)合問題“三步走”應(yīng)用動能定理解題應(yīng)抓好“兩狀態(tài)，一過程”“兩狀態(tài)”即明確研究對象的始、末狀態(tài)的速度或動能情況；“一過程”即明確研究過程，確定這一過程研究對象的受力情況和位置變化或位移信息。動能定理的應(yīng)用【例3】

(2017·南京市高三年級學(xué)情調(diào)研)如圖1所示，高度h＝0.8m的光滑導(dǎo)軌AB位于豎直平面內(nèi)，其末端與長度L＝0.7m的粗糙水平導(dǎo)軌BC相連，BC與豎直放置內(nèi)壁光滑的半圓形管道CD相連，半圓的圓心O在C點(diǎn)的正下方，C點(diǎn)離地面的高度H＝1.25m。一個質(zhì)量m＝1kg的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，從A點(diǎn)由靜止下滑，小滑塊與BC段的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，重力加速度g取10m/s2，不計空氣阻力。圖1(1)求小滑塊在水平導(dǎo)軌BC段運(yùn)動的時間；(2)若半圓的半徑r＝0.5m，求小滑塊剛進(jìn)入圓管時對管壁的彈力；(3)若半圓形管道半徑可以變化，則當(dāng)半徑為多大時，小滑塊從其下端射出的水平距離最遠(yuǎn)？最遠(yuǎn)的水平距離為多少？解析

(1)設(shè)進(jìn)入水平導(dǎo)軌BC的初速度為vB，由機(jī)械能守恒有當(dāng)r＝0.2m時水平射程最遠(yuǎn)最遠(yuǎn)距離為xm＝1.7m。答案

(1)0.2s

(2)8N方向豎直向上(3)0.2m

1.7m摩擦力在平面和曲面上做功的比較——比較思維能力的培養(yǎng)物體沿斜面下滑過程中克服摩擦力做功大小等于動摩擦因數(shù)、正壓力以及斜面底邊長三者的乘積。但若是曲面則上述結(jié)論無用，因為物體在曲面做圓周運(yùn)動，摩擦力做功不滿足模型特點(diǎn)?！镜淅?】如圖2所示，小物塊從傾角為θ的傾斜軌道上A點(diǎn)由靜止釋放滑下，最終停在水平軌道上的B點(diǎn)，小物塊與水平軌道、傾斜軌道之間的動摩擦因數(shù)均相同，A、B兩點(diǎn)的連線與水平方向的夾角為α，不計物塊在軌道轉(zhuǎn)折時的機(jī)械能損失，則動摩擦因數(shù)大小為(

)圖2A.tanθ

B.tanαC.tan(θ＋α) D.tan(θ－α)答案

B【典例2】

(2017·宿遷市第三次模擬考試)(多選)如圖3所示，ABC是一個位于豎直平面內(nèi)的圓弧形軌道，高度為h，軌道的末端C處與水平面相切。一個質(zhì)量為m的小木塊從軌道頂端A處由靜止釋放，到達(dá)C處停止，此過程中克服摩擦力做功為W1，到達(dá)B處時速度最大為v1，加速度大小為aB；小木塊在C處以速度v向左運(yùn)動，恰好能沿原路回到A處，此過程中克服摩擦力做功為W2，經(jīng)過B處的速度大小為v2。重力加速度為g。則(

)圖3答案BC1.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2.(2017·江蘇泰州市高三第一次模擬)如圖4所示，一物體在水平恒力作用下沿光滑的水平面做曲線運(yùn)動，當(dāng)物體從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)時，其速度方向恰好改變了90°，則物體在M點(diǎn)到N點(diǎn)的運(yùn)動過程中動能將(

)圖4A.不斷增大

B.不斷減小C.先減小后增大

D.先增大后減小解析

速度方向改變了90°，說明恒力的方向應(yīng)為右下方，與初速度的夾角大于90°，小于180°，才能出現(xiàn)末速度與初速度垂直的情況，因此恒力先做負(fù)功，當(dāng)速度與恒力垂直后，恒力做正功，動能先減小后增大，選項C正確。答案

C3.(2017·江蘇徐州考前模擬)在2016年全國室內(nèi)鉛球邀請賽中，河北名將鞏立姣以19.37m奪冠。運(yùn)動員在比賽時投擲鉛球的分解動作如圖5所示，若鉛球出手時速度大小約為10m/s，鉛球質(zhì)量為5kg，則她在擲鉛球過程中合外力對球做的功約為(

)A.25J B.250J C.70J D.270J圖5答案B4.靜止在粗糙水平面上的物塊在水平向右的拉力作用下做直線運(yùn)動，t＝4s時停下，其v－t圖象如圖6所示，已知物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)處處相同，則下列判斷正確的是(

)圖6A.整個過程中拉力做的功等于物塊克服摩擦力做的功B.整個過程中拉力做的功等于零C.t＝2s時刻拉力的瞬時功率在整個過程中最大D.t＝1s到t＝3s這段時間內(nèi)拉力不做功解析對物塊運(yùn)動的整個過程運(yùn)用動能定理得WF－Wf＝0，即拉力做的功等于物塊克服摩擦力做的功，選項A正確，B錯誤