2019-2020年高考物理二輪復(fù)習(xí) 動(dòng)能定理應(yīng)用歸類復(fù)習(xí)教案.doc
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2019-2020年高考物理二輪復(fù)習(xí) 動(dòng)能定理應(yīng)用歸類復(fù)習(xí)教案 動(dòng)能定理是高中物理教學(xué)中用能量觀點(diǎn)分析力學(xué)問(wèn)題常見的基本規(guī)律之一，也是高考中的高頻考點(diǎn)知識(shí)，近幾年來(lái)，高考試題注重將動(dòng)能定理與牛頓運(yùn)動(dòng)定律、曲線運(yùn)動(dòng)、機(jī)械能、能量守恒定律、電磁學(xué)等知識(shí)相結(jié)合，綜合考查考查學(xué)生的分析、推理、綜合應(yīng)用能力，試題具有過(guò)程復(fù)雜、難度較大、能力要求高的特點(diǎn)，。 一、動(dòng)能與其他形式能的綜合 例題一、（xx年廣東理基）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，以下結(jié)果正確的是（ ） A．合外力做功50J B．阻力做功500J C．重力做功500J D．支持力做功50J 解析：小孩在下滑過(guò)程中受重力、斜面的支持力、摩擦力，其中重力做正功，支持力不做功，摩擦力做負(fù)功，物體的初動(dòng)能為，末運(yùn)動(dòng)能為， 物體動(dòng)能的變化為 =50J，由動(dòng)能定理有，合力做的功為W=50J，而 故Wf=-700J.正確答案為A。此題中熏力做正功750J，重力勢(shì)能減少了750J，摩擦力做負(fù)功700J，機(jī)械能減少了700J，合力做功50J，動(dòng)能增加了50J。 點(diǎn)評(píng)：a b E 功是能量轉(zhuǎn)化的量度，物體動(dòng)能發(fā)生變化則一定有力對(duì)物體做了功。動(dòng)能定理應(yīng)用中求合力的功及確定物體初末狀態(tài)的動(dòng)能是關(guān)鍵。解題時(shí)要巧妙地運(yùn)用好功能關(guān)系、能量守恒定律，同時(shí)注意把動(dòng)能的變化，重力勢(shì)能的變化，機(jī)械能的變化，電勢(shì)能的變化與相應(yīng)力做功的關(guān)系區(qū)別開來(lái)。 例題二、（05天津卷）一帶電油滴在勻強(qiáng)電場(chǎng)E中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示，電場(chǎng)方向豎直向下。若不計(jì)空氣阻力，則此帶電油滴從a運(yùn)動(dòng)到b的過(guò)程中，能量變化情況為（ ） Ａ．動(dòng)能減小 Ｂ．電勢(shì)能增加 Ｃ．動(dòng)能和電勢(shì)能之和減小 Ｄ．重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和增加 解析：解答 油滴受到重力和電場(chǎng)力，由油滴的運(yùn)動(dòng)軌跡可以判斷油滴的合外力豎直向上，電場(chǎng)力大于重力。電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減??；重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加；動(dòng)能增加?？偰芰渴鞘睾愕?，重力勢(shì)能增大，所以動(dòng)能和電勢(shì)能之和減少。總能量是守恒的，動(dòng)能增加，所以重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和減小。故選C。 二、動(dòng)能定理分析多過(guò)程問(wèn)題 例題一、（xx年全國(guó)卷Ⅱ）以初速度v0豎直向上拋出一質(zhì)量為m的小物塊。假定物塊所受的空氣阻力f大小不變。已知重力加速度為g，則物體上升的最大高度和返回到原拋出點(diǎn)的速率分別為（ ） A、和 B、和 C、和 D、和 解析:上升的過(guò)程中，重力做負(fù)功，阻力f做負(fù)功， 由動(dòng)能定理得， 求返回拋出點(diǎn)的速度由全程使用動(dòng)能定理重力做功為零，只有阻力做功為： 解得： A正確 點(diǎn)評(píng)：對(duì)多過(guò)程問(wèn)題可采用分段法和整段法處理,解題時(shí)應(yīng)活處理,通常用整段法解題往往比較簡(jiǎn)潔。用動(dòng)能定理分析多過(guò)程問(wèn)題，關(guān)鍵是對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行準(zhǔn)確的受力分析及運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析，并畫出物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程的示意圖，通過(guò)示意圖幫助我們理解物理過(guò)程和各量關(guān)系，有些力在物體運(yùn)動(dòng)全過(guò)程中不是始終存在的，在計(jì)算外力做功時(shí)更應(yīng)引起注意。 例題二、（xx年四川卷）如圖所示，粗糙程度均勻的絕緣斜面下方O點(diǎn)處有一正點(diǎn)電荷，帶負(fù)電的小物體以初速度v1從M點(diǎn)沿斜面上滑，到達(dá)N點(diǎn)時(shí)速度為零，然后下滑回到M點(diǎn)，此時(shí)速度為v2（v2＜v1）。若小物體電荷量保持不變，OM＝ON，則（ ） A．小物體上升的最大高度為 B．從N到M的過(guò)程中，小物體的電勢(shì)能逐漸減小 C．從M到N的過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)小物體先做負(fù)功后做正功 D．從N到M的過(guò)程中，小物體受到的摩擦力和電場(chǎng)力均是先增大后減小 解析：設(shè)斜面傾角為θ、上升過(guò)程沿斜面運(yùn)動(dòng)的最大距離為L(zhǎng)。因?yàn)镺M＝ON，則MN兩點(diǎn)電勢(shì)相等，小物體從M到N、從N到M電場(chǎng)力做功均為0。上滑和下滑經(jīng)過(guò)同一個(gè)位置時(shí)，垂直斜面方向上電場(chǎng)力的分力相等，則經(jīng)過(guò)相等的一小段位移在上滑和下滑過(guò)程中電場(chǎng)力分力對(duì)應(yīng)的摩擦力所作的功均為相等的負(fù)功，所以上滑和下滑過(guò)程克服電場(chǎng)力產(chǎn)生的摩擦力所作的功相等、并設(shè)為W1。在上滑和下滑過(guò)程，對(duì)小物體，應(yīng)用動(dòng)能定理分別有：－mgLsinθ－μmgLcosθ－W1＝－ mgLsinθ－μmgLcosθ－W1＝，上兩式相減可得Lsinθ＝，A對(duì)；由OM＝ON，可知電場(chǎng)力對(duì)小物體先作正功后作負(fù)功，電勢(shì)能先減小后增大，BC錯(cuò)；從N到M的過(guò)程中，小物體受到的電場(chǎng)力垂直斜面的分力先增大后減小，而重力分力不變，則摩擦力先增大后減小，在此過(guò)程中小物體到O的距離先減小后增大，根據(jù)庫(kù)侖定律可知小物體受到的電場(chǎng)力先增大后減小，D對(duì)。答案：AD. 三、動(dòng)能定理分析變力功問(wèn)題 例題一、(xx年湖北黃岡模擬)如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m的圓環(huán)套在一根固定的水平直桿上，環(huán)與桿的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)給環(huán)一個(gè)向右的初速度v0，如果在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中還受到一個(gè)方向始終豎直向上的力F的作用，已知力F的大小為F＝kv(k為常數(shù)，v為環(huán)的運(yùn)動(dòng)速度)，則環(huán)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力所做的功(假設(shè)桿足夠長(zhǎng))可能為( ) A、 B、0 C、 D、 解析：當(dāng)mg＜kv0時(shí)，即v0＞時(shí)，環(huán)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，v減少，F(xiàn)減少，f減少 到mg=kv時(shí)，環(huán)作勻速運(yùn)動(dòng)，Wf=, 環(huán)克服摩擦力所做的功為； 當(dāng)mg=kv0時(shí)，即v0=時(shí),環(huán)作勻速運(yùn)動(dòng)，Wf=0，環(huán)克服摩擦力所做的功為零； 當(dāng)mg>kv0時(shí)，即v0<時(shí)，環(huán)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，環(huán)一直作勻減速運(yùn)動(dòng)，環(huán)克服摩擦力所做的功為Wf= 點(diǎn)評(píng)：用動(dòng)能定理分析變力的功時(shí)要注意弄清物體始末兩個(gè)狀態(tài)的速度，以及在中間過(guò)程中其他力對(duì)物體做的功． 例題二、如圖所示為汽車在水平路面上啟動(dòng)過(guò)程中的速度圖象，oa為過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，ab段表示以額定功率行駛時(shí)的加速階段，bc段是與ab段相切的水平直線，則下述說(shuō)法正確的是( ) A、0～t1時(shí)間內(nèi)汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)且功率恒定 B、t1～t2時(shí)間內(nèi)汽車牽引力做功為(mv－mv)/2 C、t1～t2時(shí)間內(nèi)的平均速度為(v1＋v2)/2 D、在全過(guò)程中t1時(shí)刻的牽引力及其功率都是最大值， t2～t3時(shí)間內(nèi)牽引力最小 解析：發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率P恒定時(shí)，據(jù)P = FV可知v變化，牽引力F就會(huì)發(fā)生變化，阻力恒定，加速度a也發(fā)生變化，上述各物理量隨時(shí)間變化的規(guī)律如下圖所示。 四、動(dòng)能定理分析連結(jié)體問(wèn)題 例題一、如圖所示,mA=4kg,mB=1kg,A與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,B與地面間的距離s=0.8m,A、B間繩子足夠長(zhǎng)，A、B原來(lái)靜止，求： ?。?）B落到地面時(shí)的速度為多大； （2）B落地后,A在桌面上能繼續(xù)滑行多遠(yuǎn)才能靜止下來(lái)。 （g取10m/s2） 解析：⑴以A、B物體構(gòu)成的系統(tǒng)為對(duì)象，B物體所受重力mBg做正功,mA物體所受的摩擦力對(duì)系統(tǒng)做負(fù)功，由動(dòng)能定理得： ⑵設(shè)B物體落地后A物體能滑行的距離為S’,則根據(jù)動(dòng)能定理得： 點(diǎn)評(píng)：在連結(jié)體問(wèn)題中，若不涉及常系統(tǒng)內(nèi)的相互作用時(shí)，常以整體為研究對(duì)象求解，對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用動(dòng)能定理列式時(shí)要特別注意防止遺漏系統(tǒng)內(nèi)物體的動(dòng)能。這類問(wèn)題也可以運(yùn)用隔離法選擇研究對(duì)象，運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解，但解題過(guò)程一般比較復(fù)雜，而運(yùn)用功能原理求解時(shí)則就顯得簡(jiǎn)單多了。 例題二、(xx上海)如圖，在豎直向下，場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，長(zhǎng)為的絕緣輕桿可繞固定軸O在豎直面內(nèi)無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，兩個(gè)小球A、B固定于桿的兩端，A、B的質(zhì)量分別為m1和m2 (m1下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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