《（北京專用）高考物理一輪復(fù)習(xí) 第六章 機(jī)械能 第2講 動(dòng)能定理及其應(yīng)用課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（北京專用）高考物理一輪復(fù)習(xí) 第六章 機(jī)械能 第2講 動(dòng)能定理及其應(yīng)用課件（30頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第2講動(dòng)能定理及其應(yīng)用知識(shí)梳理知識(shí)梳理一、動(dòng)能一、動(dòng)能1.定義定義:物體由于運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)而具有的能叫動(dòng)能。2.公式公式:Ek=mv2。123.單位單位:焦耳焦耳,1J=1Nm=1kgm2/s2。4.矢標(biāo)性矢標(biāo)性:動(dòng)能是標(biāo)量標(biāo)量,只有正值。5.狀態(tài)量狀態(tài)量:動(dòng)能是狀態(tài)量,因?yàn)関是瞬時(shí)速度。1.內(nèi)容內(nèi)容:在一個(gè)過程中合外力對(duì)物體所做的功,等于物體在這個(gè)過程中動(dòng)能的變化動(dòng)能的變化。二、動(dòng)能定理二、動(dòng)能定理2.表達(dá)式表達(dá)式:W=m-m。1222v1221v3.物理意義物理意義:合外力合外力的功是物體動(dòng)能變化的量度。4.適用條件適用條件(1)動(dòng)能定理既適用于直線運(yùn)動(dòng),也適用于曲線運(yùn)動(dòng)。(2)既適用于恒力做功

2、,也適用于變力做功變力做功。(3)力可以是各種性質(zhì)的力,既可以同時(shí)作用,也可以不同時(shí)作用不同時(shí)作用。1.(多選)質(zhì)量不等,但有相同動(dòng)能的兩個(gè)物體,在動(dòng)摩擦因數(shù)相同的水平地面上滑行,直至停止,則()A.質(zhì)量大的物體滑行的距離大B.質(zhì)量小的物體滑行的距離大C.它們滑行的距離一樣大D.它們克服摩擦力所做的功一樣多答案答案BD由動(dòng)能定理可得-Ffx=0-Ek,即mgx=Ek,由于動(dòng)能相同,動(dòng)摩擦因數(shù)相同,故質(zhì)量小的滑行距離大,它們克服摩擦力所做的功都等于Ek。BD2.一個(gè)25kg的小孩從高度為3.0m的滑梯頂端由靜止開始滑下,滑到底端時(shí)的速度為2.0m/s。取g=10m/s2,關(guān)于力對(duì)小孩做的功,以下

3、結(jié)果正確的是()A.合外力做功50JB.阻力做功500JC.重力做功500JD.支持力做功50J答案答案A由動(dòng)能定理知合外力做的功等于小孩動(dòng)能的變化,Ek=mv2=252.02J=50J,A選項(xiàng)正確。重力做功WG=mgh=25103.0J=750J,C選項(xiàng)錯(cuò)誤。支持力的方向與小孩的運(yùn)動(dòng)方向垂直,不做功,D選項(xiàng)錯(cuò)誤。阻力做功W阻=W合-WG=(50-750)J=-700J,B選項(xiàng)錯(cuò)誤。1212A3.在水平恒力作用下,物體沿粗糙水平地面運(yùn)動(dòng),在物體的速度由0增為v的過程中,恒力做功W1,在物體的速度由v增為2v的過程中,恒力做功W2,則W1 W2為()A.1 1B.1 2C.1 3D.因?yàn)橛心Σ亮?/p>

4、做功而無法確定答案答案C由動(dòng)能定理,有W1-Wf1=mv2-0,W2-Wf2=m(2v)2-mv2;又v2=2ax1,Wf1=fx1;(2v)2-v2=2ax2,Wf2=fx2,解得W1 W2=1 3。121212C4.如圖所示,ABCD是一條長(zhǎng)軌道,其中AB段是傾角為的斜面,CD段是水平的,BC是與AB和DC都相切的一小段圓弧,其長(zhǎng)度可忽略不計(jì)。一質(zhì)量為m的小滑塊在A點(diǎn)從靜止?fàn)顟B(tài)釋放,沿軌道滑下,最后停在D點(diǎn),A點(diǎn)和D點(diǎn)的位置如圖所示。現(xiàn)用一沿著軌道方向的力推滑塊,將它緩慢地由D點(diǎn)推回A點(diǎn)時(shí)停下?；瑝K與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,推力對(duì)滑塊做的功為()A.mghB.2mghC.mg(x+h/sin

5、)D.mgx+mghcotB答案答案B滑塊從A滑到D時(shí),重力做功mgh,摩擦力做功Wf,滑塊初末態(tài)動(dòng)能均為零,故mgh+Wf=0滑塊從D被推到A的過程中,推力做功WF,重力做功-mgh,摩擦力做功Wf,物塊初末態(tài)動(dòng)能為零,即:WF-mgh+Wf=0解得WF=2mgh5.如圖所示,質(zhì)量為2.0kg的木塊放在水平桌面上的A點(diǎn),受到一瞬時(shí)沖量后以某一速度在桌面上沿直線向右運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)到桌邊B點(diǎn)后水平滑出落在水平地面C點(diǎn)。已知木塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.20,桌面距離水平地面的高度為1.25m,A、B兩點(diǎn)間的距離為4.0m,B、C兩點(diǎn)間的水平距離為1.5m,g=10m/s2。不計(jì)空氣阻力,求:(1)滑

6、動(dòng)摩擦力對(duì)木塊做的功是多少;(2)木塊在A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能;(3)木塊運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間。答案答案(1)-16J(2)25J(3)1.5s解析解析(1)滑動(dòng)摩擦力對(duì)木塊做功W=-mgs=-0.20204.0J=-16J(2)從B到C過程中,木塊做平拋運(yùn)動(dòng)h=gsBC=vBt2從A到B過程中,根據(jù)動(dòng)能定理W=m-EkA解得在A點(diǎn)的動(dòng)能EkA=25J(3)由于m=25J木塊在A點(diǎn)的速度vA=5m/s因此從A到B的平均速度=4m/s1222t122Bv122Avv2ABvv因此從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間t1=1s因此總的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=t1+t2=1.5sABsv深化拓展深化拓展考點(diǎn)一考點(diǎn)一動(dòng)能定理的理解和基本應(yīng)用動(dòng)能定理

7、的理解和基本應(yīng)用考點(diǎn)二考點(diǎn)二用動(dòng)能定理解決多過程問題用動(dòng)能定理解決多過程問題考點(diǎn)三考點(diǎn)三用動(dòng)能定理分析變力做功的問題用動(dòng)能定理分析變力做功的問題深化拓展深化拓展考點(diǎn)一動(dòng)能定理的理解和基本應(yīng)用考點(diǎn)一動(dòng)能定理的理解和基本應(yīng)用1.動(dòng)能定理公式中等號(hào)的意義動(dòng)能定理公式中等號(hào)的意義數(shù)量關(guān)系即合力所做的功與物體動(dòng)能的變化量具有等量代換關(guān)系?？梢酝ㄟ^計(jì)算物體動(dòng)能的變化量,求合力的功,進(jìn)而求得某一力的功單位相同國(guó)際單位都是焦耳因果關(guān)系合外力做功是物體動(dòng)能變化的原因2.應(yīng)用動(dòng)能定理解題的基本思路應(yīng)用動(dòng)能定理解題的基本思路(1)選取研究對(duì)象,明確它的運(yùn)動(dòng)過程;(2)分析研究對(duì)象的受力情況和各個(gè)力做功情況,然后求各

8、個(gè)力做功的代數(shù)和;(3)明確研究對(duì)象在始、末狀態(tài)的動(dòng)能Ek1、Ek2;(4)列出動(dòng)能定理方程進(jìn)行計(jì)算或討論。3.利用動(dòng)能定理解題的基本思路可概括為八個(gè)字:“一個(gè)過程,兩個(gè)狀態(tài)”?！耙粋€(gè)過程”即要分析過程中力及力做功的正負(fù);“兩個(gè)狀態(tài)”是對(duì)應(yīng)這個(gè)過程的初、末狀態(tài)的動(dòng)能,而這個(gè)過程可以是單個(gè)過程,也可以是多個(gè)過程?！厩榫八夭那榫八夭慕處焸溆媒處焸溆谩?-1物體在合外力作用下做直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖所示。下列表述正確的是()A.在01s內(nèi),合外力做正功B.在02s內(nèi),合外力總是做負(fù)功C.在12s內(nèi),合外力不做功D.在03s內(nèi),合外力總是做正功A答案答案A根據(jù)動(dòng)能定理,合外力做的功等于物體動(dòng)能的變化

9、量,01s內(nèi),物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),速度增大,動(dòng)能增加,所以合外力做正功,A正確;02s內(nèi)動(dòng)能先增加后減少,合外力先做正功后做負(fù)功,B錯(cuò)誤;12s內(nèi),動(dòng)能減少,合外力做負(fù)功,C錯(cuò)誤;03s內(nèi),動(dòng)能先增加后減少,合外力先做正功后做負(fù)功,合力做功為零,D錯(cuò)誤。1-2一物塊沿傾角為的斜坡向上滑動(dòng)。當(dāng)物塊的初速度為v時(shí),上升的最大高度為H,如圖所示;當(dāng)物塊的初速度為時(shí),上升的最大高度記為h。重力加速度大小為g。物塊與斜坡間的動(dòng)摩擦因數(shù)和h分別為()A.tan和B.tan和C.tan和D.tan和2v2H212vgH2H4H212vgH4HD答案答案D由動(dòng)能定理有-mgH-mgcos=0-mv2-mgh

10、-mgcos=0-m解得=tan,h=,故D正確。sinH12sinh1222v212vgH4H考點(diǎn)二用動(dòng)能定理解決多過程問題考點(diǎn)二用動(dòng)能定理解決多過程問題1.由于動(dòng)能定理不關(guān)注中間過程的細(xì)節(jié),因此動(dòng)能定理既可以求解單過程問題,也可以求解多過程問題,特別是求解多過程問題,更顯出它的優(yōu)越性。2.若過程包含幾個(gè)不同的子過程,既可分段考慮,也可全過程考慮,但分段不方便計(jì)算時(shí)必須全過程考慮。2-1如圖所示,質(zhì)量m=1kg的木塊靜止在高h(yuǎn)=1.2m的平臺(tái)上,木塊與平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2,用水平推力F=20N,使木塊產(chǎn)生位移l1=3m時(shí)撤去,木塊又滑行l(wèi)2=1m后飛出平臺(tái),求木塊落地時(shí)速度的大小。答案

11、答案11.3m/s解析解析解法一解法一取木塊為研究對(duì)象。其運(yùn)動(dòng)分三個(gè)過程,先勻加速前進(jìn)l1,后勻減速前進(jìn)l2,最后再做平拋運(yùn)動(dòng),對(duì)每一過程,由動(dòng)能定理得:Fl1-mgl1=m-mgl2=m-mmgh=m-m解得:v3=11.3m/s解法二解法二對(duì)全過程由動(dòng)能定理得1221v1222v1221v1223v1222vFl1-mg(l1+l2)+mgh=mv2-0代入數(shù)據(jù)解得v=11.3m/s122-2如圖甲所示,長(zhǎng)為4m的水平軌道AB與半徑為R=0.6m的豎直半圓軌道BC在B處相連接,有一質(zhì)量為1kg的滑塊(大小不計(jì)),從A處由靜止開始受水平向右的力F作用,F的大小隨位移變化的關(guān)系如圖乙所示,滑塊

12、與AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.25,與BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)未知,取g=10m/s2。求:(1)滑塊到達(dá)B處時(shí)的速度大小;(2)滑塊在水平軌道AB上運(yùn)動(dòng)前2m過程所用的時(shí)間;(3)若到達(dá)B點(diǎn)時(shí)撤去力F,滑塊沿半圓軌道內(nèi)側(cè)上滑,并恰好能到達(dá)最高點(diǎn)C,則滑塊在半圓軌道上克服摩擦力所做的功是多少。答案答案(1)2m/s(2)s(3)5J10835解析解析(1)對(duì)滑塊從A到B的過程,由動(dòng)能定理得F1x1-F3x3-mgx=m即202J-101J-0.251104J=1kg得vB=2m/s。(2)在前2m內(nèi),有F1-mg=ma,且x1=a解得t1=s。(3)當(dāng)滑塊恰好能到達(dá)最高點(diǎn)C時(shí),應(yīng)有mg=m對(duì)滑塊從B到

13、C的過程,由動(dòng)能定理得:W-mg2R=m-m解得W=-5J,即克服摩擦力做的功為5J。122Bv122Bv101221t8352CvR122Cv122Bv考點(diǎn)三用動(dòng)能定理分析變力做功的問題考點(diǎn)三用動(dòng)能定理分析變力做功的問題動(dòng)能定理的實(shí)質(zhì)是物體通過做功將動(dòng)能和其他形式的能量發(fā)生轉(zhuǎn)化的關(guān)系。具體體現(xiàn)為物體兩個(gè)狀態(tài)間的動(dòng)能變化與合力做功的量值相等。應(yīng)該說,動(dòng)能定理是從能的角度去分析物理問題,是一種更高層次的處理問題的手段,我們應(yīng)加強(qiáng)用能量觀點(diǎn)解題的意識(shí)。【情景素材情景素材教師備用教師備用】從A點(diǎn)到B點(diǎn),人對(duì)繩的拉力變化嗎?3-1全國(guó)中學(xué)生足球賽在足球廣場(chǎng)揭幕。比賽時(shí),一學(xué)生用100N的力將質(zhì)量為0.

14、5kg的足球以8m/s的初速度沿水平方向踢出20m遠(yuǎn),則該學(xué)生對(duì)足球做的功至少為()A.200JB.16JC.1000JD.2000J答案答案B忽略阻力,由動(dòng)能定理得,學(xué)生對(duì)足球所做的功等于足球動(dòng)能的增加量,即W=mv2-0=16J,故B正確。12B3-2如圖所示,一質(zhì)量為m的小球,用長(zhǎng)為l的輕繩懸掛于O點(diǎn),小球在水平拉力F的作用下,從平衡位置P點(diǎn)很緩慢地移動(dòng)到Q點(diǎn),則力F所做的功為()A.mglcosB.mgl(1-cos)C.FlsinD.Fl答案答案B小球從P點(diǎn)移動(dòng)到Q點(diǎn)過程中,受重力、繩子的拉力和水平拉力F,由受力分析知:F=mgtan,隨的增大,F也增大,故F是變力,因此不能直接用公

15、式W=Flcos求解。從P緩慢拉到Q,由動(dòng)能定理得:WF-WG=0(因?yàn)樾∏蚓徛苿?dòng),速度可視為零),即WF=WG=mgl(1-cos)。B3-3運(yùn)動(dòng)員駕駛摩托車所做的騰躍特技表演是一種刺激性很強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目。如圖所示,AB是水平路面,BC是半徑為20m的圓弧,CDE是一段曲面。運(yùn)動(dòng)員駕駛功率始終為9kW的摩托車,先在AB段加速,經(jīng)過4.3s到B點(diǎn)時(shí)達(dá)到最大速度20m/s,再經(jīng)3s的時(shí)間通過坡面到達(dá)E點(diǎn)時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)水平飛出。已知人的質(zhì)量為60kg、摩托車的質(zhì)量為120kg,坡頂高度h=5m,落地點(diǎn)與E點(diǎn)的水平距離x=16m,重力加速度g=10m/s2。設(shè)摩托車在AB段所受的阻力恒定,運(yùn)動(dòng)員及摩托車可看做質(zhì)點(diǎn)。求:(1)AB段的位移大小。(2)摩托車過B點(diǎn)時(shí)對(duì)運(yùn)動(dòng)員支持力的大小。(3)摩托車在沖上坡頂?shù)倪^程中克服阻力做的功。答案答案(1)6m(2)1800N(3)30960J解析解析(1)到B點(diǎn)達(dá)到最大速度時(shí)牽引力F=f,此時(shí)P=FvB由動(dòng)能定理得Pt1-fxAB=(m+M)解得xAB=6m(2)在B點(diǎn)由牛頓第二定律得FN-mg=m得FN=1800N(3)摩托車從坡頂飛出后做平拋運(yùn)動(dòng),由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律知t=1s則在E點(diǎn)的速度vE=16m/s從B到E過程由動(dòng)能定理得Pt2-Wf-(m+M)gh=(m+M)-(m+M)解得Wf=30960J122Bv2BvR2hgxt122Ev122Bv