2024版高考物理一輪復習教材：動能和動能定理教學課件

第2講動能和動能定理

知識點37動能定理的理解及應用

教材知識萃I

動能：物體由于運動而具有的能量，公式為，，是標量

》內(nèi)容：合力對物體所做的功等于物體動能的變化］及-J,

動能定理II

.表達式：W=AE=E2力做功，也適用于變力假功

運動

分析

一

解

動能方

確定研究定理分階段或程

動力學討

對象和研全過程列

應用動能定理分析的基本思路關系論

究過程方程

結(jié)

受力果

幾個力?是否做功?

分析

恒力還做正功還

是變力?是做負功?

知識點37動能定理的理解及應用

1.如圖，在摩托車越野賽途中的水平路段前方有一個坑，該坑沿摩托車前進方向的水平寬度為3h,其左邊緣a點比

右邊緣b點高0.5h。若摩托車經(jīng)過a點時的動能為日,它會落到坑內(nèi)c點，c與a的水平距離和高度差均為h;若經(jīng)過a點

時的動能為E2,該摩托車恰能越過坑到達b點。隅T

A.20B.18

C.9.0D.3.0

答案

1.B摩光車落到c點時，根據(jù)平拋運動規(guī)律有尸如外出合環(huán)，解得顯=季同理摩托車落到b點時有v62=9gh。又

動育斑產(chǎn)如詔「機詔2所以/=1'，故A、C、D項錯誤，B項正確.

知識點37動能定理的理解及應用

3.［多選］游樂場有一種兒童滑軌，其豎直剖面示意圖如圖所示，AB部分是半徑為R的四分之一圓弧軌道，BC部分軌

道水平。一質(zhì)量為m的小孩（可視為質(zhì)點）從A點由靜止滑下，滑到圓弧軌道末端B點時，對軌道的正壓力為2.5ng重

力加速度大小為g。下列說法正確的是

A.小孩到達B點時的速度大小為V2gR

B.小孩到達B點時的速度大小為回

C.小孩從A到B克服摩擦力做的功為11gA

D.小孩從A到B克服摩擦力做的功為

教材素材變式

答案

3.BC根據(jù)牛頓第三定律可知，小孩在B點處受到軌道的支持力N=2.5mg,根據(jù)牛頓第二定律有解得

v=寫,故選項A錯誤，B正確；根據(jù)動能定理有叫&哈l早代人可求出小孩從A到B克服摩擦力做的功

哈加gA故選項C正確，嘴誤。

教材知識萃取

分階段應用［帶求某二中間量，應分階段應用動能定理。物體在多個運動過程中,，

受到的彈力、摩擦力等力若發(fā)生了變化，力在各個過程中做功情況也不同,.

動能定理

動能定理在多過1可以研究其中一個或兒個分過程，結(jié)合動能定理，各個擊破

程問題中的應用當物體運動過程包含幾個不同的物理過程，乂不需要研究過程的中間狀態(tài)

全過程應用

時，可以把幾個運動過程看作一個整體，運用動能定理來研究，避開每個運

動能定理

動過程的具體細節(jié)，簡化運算

提示全過程列式時要注意：（I）重力、彈黃彈力做功取決于物體的初、末位置，與路徑無關；（2）大小恒定的

阻力或摩擦力做功的數(shù)值等于力的大小與路程的乘積。

知識點38動能定理在多過程問題中的應用

1.如圖，半圓形光滑軌道固定在水平地面上，半圓的直徑與地面垂直。一小物塊以速度以軌道下端滑入軌道，并

從軌道上端水平飛出，小物塊落地點到軌道下端的距離與軌道半徑有關，當此距離最大時，對應的軌道半徑為（重力

加速度為g）

答案

1.B根據(jù)動能定理有5V4m這二叫?2犬,物塊從軌道上端水平飛出后做平拋運動，有2/?二會而聯(lián)立解得

戶（-16R2+空也根據(jù)二欠函數(shù)的性質(zhì)可知,當/?="付，水平距離x最大，選項B正確。

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知識點38動能定理在多過程問題中的應用

2.如圖所示，斜面的傾角為Q質(zhì)量為r的制夬與擋板P的距離為X?，F(xiàn)使滑塊以初速度v沿斜面上滑，滑塊與斜面

間的動摩擦因數(shù)為U滑塊所受摩擦力小于重力湍斗面向下的分力。若湖夬每次與擋板榔蛾）無機械能損失，重力

加速度大小為g,則滑塊經(jīng)過的總路程是

人3備以眄①13i忌+煮）

ff）D.3^5+爵）

答案

2.A由于摩擦生熱田融所受的摩擦力小于重力潞斗面向下的分量，滑塊最終將停在斜面底部，設滑塊經(jīng)過的總

路程為x,對滑塊運動的全過程，由動能定理有rpgxosin0~urngxcos^ogm哧解得五朱/r01an〃）AIE確，BCD錯

誤。

知識點38動能定理在多過程問題中的應用

3.［多選］從地面豎直向上拋出一質(zhì)量為1kg的物體，物體在運動過程中除受到重力外，還受到一大小不變、方向始

終與運動方向相反的空氣阻力作用，如圖所示是物體距離地面3m范圍內(nèi)的動能E、隨變化的圖像（物體上升的最

大高度大于刎，重力加速度取下列說法正確的是

A.空氣阻力大小為2N

B.空氣阻力大小為1N

C.物體上升的最大高度為6m

D.物體運動過程中克服空氣阻力做功24J

知識點38動能定理在多過程問題中的應用

答案

3.ACD根據(jù)動能粉合=心巧合h可知，Exf圖線斜$的大小即合外力的大小，結(jié)合圖像可知物體上升過程中

F合上二mg+f=12N,代入數(shù)據(jù)，解得々N,即空氣阻力大小為2NA正確，B錯誤；設物體上升的最大高度為h.上升的初

動能為EKB72J,根據(jù)動能定理可得"F合上h1力白。代入數(shù)據(jù)解得h|=6nxC正確；物體離開拋出點和回到拋

動能分別為時72J,Ex=48J,整個過程中重力做功為零根據(jù)動能定理可得歸ExrEx=24J,物體運動過程中克服

空氣的做詠4J,D正確。

?題多解

對于物體運動的全過程，根據(jù)動能定理有48J~72J=f2h,同理，對于物體上、下兩次經(jīng)過骨的過程，有2好

3612(hr前，代入數(shù)據(jù)解得f=2N,詢故AC正確，潴誤；貝I］物體運動過程中克月墀擦力做的功為

生2fh尸24N,故D正確。

知識點38動能定理在多過程問題中的應用

4.［多選］人們有時用“打夯”的方式把松散的地面夯實。某次打夯過程簡化為以下模型：兩人同時通過繩子對重物

各施加一個大小為320N、方向與豎直方向成37°角的恒力作用，使重物離開水平地面40cm后即停止施力，最后重

物自由下落把地面砸深4cm。已知重物的質(zhì)量為40kg,取重力加速度斤9.81n/s2,sin37°=06os37°4.8。冬略

氣助則

A.重物剛落地時的速度大小為3.2m/s

B.重物網(wǎng)落地時的速度大小為2.8m/s

C.地面對重物的平均阻力為4312N

D.地面對重物的平均阻力為5512N

知識點38動能定理在多過程問題中的應用

4AD兩根繩子對重物拉力的合力大小為F合=2Fcos37°=2X320X0.8N=512N,從對重物施力到重物落地瞬間的

過程，只有繩子的拉力做功，由動能定理得.1M其中morrtSm解得/4加包證確，曜誤；重物由落地

到砸入地面4cm的過程，由動能定理得m火力-內(nèi)阻人=()■，〃/,其中h=40?=0.04|1,解得邛且=5512N,C錯i吳，D正確

一題多解

本題的CD兩項還可以用以下方法分析。從對重物施力到重物砸入地面4cm的過程，由動能定理得F合x日班

F阻h=0,解?阻=5512No

知識點38動能定理在多過程問題中的應用

5.過山車是一項富有刺激性的娛樂項目，那種風馳電掣、有驚無險的刺激感令不少人著迷。如圖所示為豎直平

面內(nèi)某過山車的簡化模型，質(zhì)量為m、可視為質(zhì)點的小車從距地面高為h=3R的A點由靜沿軌道入：J

于水平面上的圓周軌道最低點B,然后恰好通過最高點C,最后沖上軌道BD,已知圓周軌道的半徑為

道間摩擦忽略不計，與圓周軌道間的摩擦不可忽略，不計空氣阻力，重力加速度為g,求：

⑴小車第一次通過B點時軌道對小車支持力的大??；/

⑵小車從B到C的過程中克服摩擦力做的功。

知識點38動能定理在多過程問題中的應用二

答案

5.(l)7mg(^mgR

【解析】(1)對小車由ASJB的過程，根據(jù)動能定理有，〃助詔

在B點，由牛頓第二定律有愀機月耳

聯(lián)立解得N=7mg

⑵小車恰好通過最高點G則在C點有神產(chǎn)畔

對小車由B到C的過程，根據(jù)動能定理有

?mg.2R-W克二;m虎一;皿：

解得卬言mgK

知識點38動能定理在多過程問題中的應用

6.北京2022年冬奧會跳臺滑雪比賽在張家口國家跳臺滑雪中，謠