動(dòng)能定理及其應(yīng)用

1、5.2、動(dòng)能定理及其應(yīng)用基礎(chǔ)回顧一、動(dòng)能1定義：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能叫動(dòng)能2表達(dá)式：Ekmv2單位：焦耳(J)3動(dòng)能是狀態(tài)量4動(dòng)能是 量(矢量或標(biāo)量)。5動(dòng)能具有相對性，動(dòng)能的大小與參照物的選取有關(guān)，中學(xué)物理中，一般取地球?yàn)閰⒄瘴锒?dòng)能定理內(nèi)容合外力對物體所做的功等于物體 表達(dá)式WE k mv22 mv12對定理的理解W0，物體的動(dòng)能 W0，物體的動(dòng)能 W0，物體的動(dòng)能不變適用條件1.動(dòng)能定理既適用于直線運(yùn)動(dòng)，也適用于 2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(shí)作用，也可以 題型及重難點(diǎn)題型一：應(yīng)用動(dòng)能定理求變力的功應(yīng)用動(dòng)能定理求變力的功時(shí)，應(yīng)抓住以下幾點(diǎn)：(1)分析

2、物體受力情況，確定哪些力是恒力哪些力是變力(2)找出恒力的功及變力的功(3)分析物體初末狀態(tài)，求出動(dòng)能變化量(4)運(yùn)用動(dòng)能定理求解例1 質(zhì)量為m的小球被系在輕繩的一端，在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中小球受到空氣阻力的作用設(shè)某一時(shí)刻小球通過軌道的最低點(diǎn)，此時(shí)繩子所受拉力為7mg，此后小球繼續(xù)做圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過半個(gè)圓周恰能通過最高點(diǎn)，則在此過程中小球克服空氣阻力所做的功為()A. B. C. DmgR例2 如圖所示，質(zhì)量為m的物塊與轉(zhuǎn)臺(tái)之間能出現(xiàn)的最大靜摩擦力為物塊重力的k倍，物塊與轉(zhuǎn)軸OO相距R，物塊隨轉(zhuǎn)臺(tái)由靜止開始轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速增加到一定值時(shí)，物塊即將在轉(zhuǎn)臺(tái)上滑動(dòng)，在物塊由靜止到滑動(dòng)

3、前的這一過程中，轉(zhuǎn)臺(tái)的摩擦力對物塊做的功為()A0 B2kmgRC2kmgR D.kmgR題型二：動(dòng)能定理在多過程中的應(yīng)用1.應(yīng)用動(dòng)能定理解題的步驟(1)選取研究對象，明確并分析運(yùn)動(dòng)過程(2)分析受力及各力做功的情況，求出總功；.(3)明確過程始、末狀態(tài)的動(dòng)能Ek1及Ek2.(4)列方程WEk2Ek1，必要時(shí)注意分析題目潛在的條件，列輔助方程進(jìn)行求解2應(yīng)用動(dòng)能定理要注意的幾個(gè)問題 (1)正確分析物體受力，要考慮物體受到的所有力，包括重力 (2)要弄清各力做功情況，計(jì)算時(shí)應(yīng)把已知功的正、負(fù)代入動(dòng)能定理表達(dá)式 (3)有些力在物體運(yùn)動(dòng)全過程中不是始終存在，導(dǎo)致物體的運(yùn)動(dòng)包括幾個(gè)物理過程，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

4、、受力情況均發(fā)生變化，因而在考慮外力做功時(shí)，必須根據(jù)不同情況分別對待3.應(yīng)用動(dòng)能定理解題的優(yōu)越性無需深究物體運(yùn)動(dòng)過程中狀態(tài)變化的細(xì)節(jié)，只需考慮整個(gè)過程的功及初末狀態(tài)若過程包含了幾個(gè)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)不同的分過程，既可分段考慮，也可對整個(gè)過程考慮但求功時(shí)，有些力不是全過程都作用的，必須根據(jù)不同的情況分別對待求出總功例3 冰壺比賽是在水平冰面上進(jìn)行的體育項(xiàng)目，比賽場地示意圖如圖所示比賽時(shí)，運(yùn)動(dòng)員從起滑架處推著冰壺出發(fā)，在投擲線AB處放手讓冰壺以一定的速度滑出，使冰壺的停止位置盡量靠近圓心O.為使冰壺滑行得更遠(yuǎn)，運(yùn)動(dòng)員可以用毛刷擦冰壺運(yùn)行前方的冰面，使冰壺與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)減小設(shè)冰壺與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1

5、0.008，用毛刷擦冰面后動(dòng)摩擦因數(shù)減小至20.004.在某次比賽中，運(yùn)動(dòng)員使冰壺C在投擲線中點(diǎn)處以2 m/s的速度沿虛線滑出為使冰壺C能夠沿虛線恰好到達(dá)圓心O點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)員用毛刷擦冰面的長度應(yīng)為多少？(g取10 m/s2)例4 如圖所示，ABCD為一豎直平面的軌道，其中BC水平，A點(diǎn)比BC高出10 m，BC長1 m，AB和CD軌道光滑一質(zhì)量為1 kg的物體，從A點(diǎn)以4 m/s的速度開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過BC后滑到高出C點(diǎn)10.3 m的D點(diǎn)速度為零(g取10 m/s2)求：(1)物體與BC軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)(2)物體第5次經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度(3)物體最后停止的位置距B點(diǎn)多遠(yuǎn)例5 如圖所示，一質(zhì)量為m1 kg的

6、小物塊輕輕放在水平勻速運(yùn)動(dòng)的傳送帶上的A點(diǎn)，隨傳送帶運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，小物塊從C點(diǎn)沿圓弧切線進(jìn)入豎直光滑的半圓軌道恰能做圓周運(yùn)動(dòng)已知圓弧半徑R0.9m，軌道最低點(diǎn)為D，D點(diǎn)距水平面的高度h0.8m小物塊離開D點(diǎn)后恰好垂直碰擊放在水平面上E點(diǎn)的固定傾斜擋板已知物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.3，傳送帶以5 m/s恒定速率順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)（g取10 m/s2），試求：（1）傳送帶AB兩端的距離；（2）小物塊經(jīng)過D點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力的大小；（3）傾斜擋板與水平面間的夾角的正切值考點(diǎn)集訓(xùn)1如圖所示，質(zhì)量為m的物塊，在恒力F的作用下，沿光滑水平面運(yùn)動(dòng)，物塊通過A點(diǎn)和B點(diǎn)的速度分別是vA和vB，物塊由A運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中

7、，力F對物塊做的功W為( )AWmvB2mvA2 BWmvB2mvA2CWmvA2mvB2 D由于F的方向未知，W無法求出2一個(gè)質(zhì)量為0.5 kg的物體，從靜止開始做直線運(yùn)動(dòng)，物體所受合外力F隨物體位移x變化的圖象如圖所示，則物體位移x8 m時(shí)，物體的速度為()A2 m/s B8 m/sC4 m/s D4 m/s3. 如圖所示，電梯質(zhì)量為M，地板上放置一質(zhì)量為m的物體鋼索拉電梯由靜止開始向上加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)上升高度為H時(shí)，速度達(dá)到v，則( )A地板對物體的支持力做的功等于mv2B地板對物體的支持力做的功等于mgHC鋼索的拉力做的功等于mv2MgHD合力對電梯M做的功等于Mv24木塊在水平恒力F作用

8、下，由靜止開始在水平路面上前進(jìn)x，隨即撤去此恒力后又前進(jìn)2x才停下來設(shè)運(yùn)動(dòng)全過程中路面情況相同，則木塊在運(yùn)動(dòng)中所獲得的動(dòng)能的最大值為( )A.Fx B.Fx CFx D. Fx5用水平力F拉一物體，使物體在水平地面上由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，t1時(shí)刻撤去拉力F，物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，到t2時(shí)刻停止其速度時(shí)間圖象如圖所示，且，若拉力F做的功為W1，平均功率為P1；物體克服摩擦阻力Ff做的功為W2，平均功率為P2，則下列選項(xiàng)正確的是( )AW1W2；F2Ff BW1W2；F2FfCP1P2；F2Ff DP1P2；F2Ff6如圖所示，斜面高h(yuǎn)，質(zhì)量為m的物塊，在沿斜面向上的恒力F作用下，能勻速沿斜

9、面向上運(yùn)動(dòng)，若把此物塊放在斜面頂端，在沿斜面向下同樣大小的恒力F作用下物塊由靜止向下滑動(dòng)，滑至底端時(shí)其動(dòng)能的大小為：Amgh B2mgh C2Fh DFh7如圖所示，長為L的長木板水平放置，在木板的A端放置一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊現(xiàn)緩慢地抬高A端，使木板以左端為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)木板轉(zhuǎn)到與水平面的夾角為時(shí)小物塊開始滑動(dòng)，此時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)木板，小物塊滑到底端的速度為v，則在整個(gè)過程中( )A支持力對物塊做功為0B支持力對小物塊做功為mgLsin C摩擦力對小物塊做功為mgLsin D滑動(dòng)摩擦力對小物塊做功為mv2mgLsin 8如圖所示，小木塊可以分別從固定斜面的頂端沿左邊或右邊由靜止開始滑下，且滑到水平面上的

10、A點(diǎn)或B點(diǎn)停下假定小木塊和斜面及水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，斜面與水平面平滑連接，圖中水平面上的O點(diǎn)位于斜面頂點(diǎn)正下方，則( )A距離OA小于OB B距離OA大于OBC距離OA等于OB D無法作出明確判斷9如圖所示，質(zhì)量為M的木塊放在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的子彈以速度v0沿水平方向射中木塊并最終停留在木塊中與木塊一起以速度v運(yùn)動(dòng)當(dāng)子彈進(jìn)入木塊的深度為x時(shí)兩者相對靜止，這時(shí)木塊前進(jìn)的距離為L，若木塊對子彈的摩擦阻力為f視為恒力，下列關(guān)系正確的是( )AfL BfLCfx Df(L+x)10如圖所示，質(zhì)量為m的物體靜置在水平光滑的平臺(tái)上，系在物體上的繩子跨過光滑的定滑輪，由地面上的人以速度v0向右

11、勻速拉動(dòng)，設(shè)人從地面上平臺(tái)的邊緣開始向右行至繩與水平方向夾角為 45°處，在此過程中人對物體所做的功為()A.B.C.Dmv11. 如圖所示，半徑R0.4 m的光滑半圓軌道與粗糙的水平面相切于A點(diǎn)，質(zhì)量為m1 kg的小物體(可視為質(zhì)點(diǎn))在水平拉力F的作用下，從靜止開始由C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)，物體從A點(diǎn)進(jìn)入半圓軌道的同時(shí)撤去外力F，物體沿半圓軌道通過最高點(diǎn)B后做平拋運(yùn)動(dòng)，正好落在C點(diǎn)，已知AC2 m，F(xiàn)15 N，g取10 m/s2，試求：(1)物體在B點(diǎn)時(shí)的速度大小以及此時(shí)半圓軌道對物體的彈力(2)物體從C到A的過程中，摩擦力做的功12如圖所示，甲圖是游樂場中過山車的實(shí)物圖片，乙圖是過山車的原理圖。在原理圖中，半徑分別為R12.0m和R28.0m的兩個(gè)光滑圓形軌道固定在傾角為37°斜軌道面上的Q、Z兩點(diǎn)，且兩圓形軌道的最高點(diǎn)A、B均與P點(diǎn)平齊，