2024版高考物理一輪總復(fù)習(xí)專題五機(jī)械能第2講動能動能定理課件

第2講動能、動能定理一、動能1.定義：物體由于________而具有的能.

2.表達(dá)式：Ek＝________.

3.單位：

________，1J＝1N·m＝1kg·m2/s2.

4.矢標(biāo)性：

______量.

5.瞬時性：v是瞬時速度.6.相對性：物體的動能相對于不同的參考系一般不同.運(yùn)動

焦耳標(biāo)二、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動能的________.

2.表達(dá)式：W＝Ek2－Ek1＝_________________.

3.適用范圍.(1)動能定理既適用于直線運(yùn)動，也適用于________運(yùn)動.

(2)既適用于恒力做功，也適用于________做功.

(3)力可以是各種性質(zhì)的力，既可以同時作用，也可以不同時作用.變化

曲線變力(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)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.(3)物體的動能不變，所受的合外力不一定為零.

2.[對動能定理的理解]滑雪運(yùn)動深受人民群眾喜愛.如圖所示，某滑雪運(yùn)動員(可視為質(zhì)點(diǎn))由坡道進(jìn)入豎直面內(nèi)的圓弧形滑道AB，從滑道的A點(diǎn)滑行到最低點(diǎn)B的過程中，由于摩擦力的存在，運(yùn)動員的速率不變，則運(yùn)動員沿AB下滑過程中(

)A.所受合外力始終為零B.所受摩擦力大小不變C.合外力做功一定為零D.機(jī)械能始終保持不變【答案】C

【解析】運(yùn)動員從A點(diǎn)滑到B點(diǎn)的過程中速率不變，則運(yùn)動員做勻速圓周運(yùn)動，其所受合外力指向圓心，A錯誤；如圖所示，運(yùn)動員受到的沿圓弧切線方向的合力為零，即Ff＝mgsin

α，下滑過程中α減小，sin

α變小，故摩擦力Ff變小，B錯誤；由動能定理知，運(yùn)動員勻速率下滑動能不變，合外力做功為零，C正確；運(yùn)動員下滑過程中動能不變，重力勢能減小，機(jī)械能減小，D錯誤.

(4)動能定理說明力對物體做功是引起物體動能變化的原因，合外力做功的過程實(shí)質(zhì)上是其他形式的能與動能相互轉(zhuǎn)化的過程，轉(zhuǎn)化了多少由合外力做了多少功來度量.2.應(yīng)用動能定理的流程例1

(2021年全國卷Ⅱ)一籃球質(zhì)量為m＝0.6kg，一運(yùn)動員使其從距地面高度為h1＝1.8m處由靜止自由落下，反彈高度為h2＝1.2m.若使籃球從距地面h3＝1.5m的高度由靜止下落，并在開始下落的同時向下拍球，球落地后反彈的高度也為1.5m.假設(shè)運(yùn)動員拍球時對球的作用力為恒力，作用時間為t＝0.2s；該籃球每次與地面碰撞前后的動能的比值不變.重力加速度g取10m/s2，不計(jì)空氣阻力.求：(1)運(yùn)動員拍球過程中對籃球所做的功；(2)運(yùn)動員拍球時對籃球的作用力的大小.

2.(2022年莆田檢測)圖甲為北京2022年冬奧會的“雪如意”跳臺滑雪場地，其簡化示意圖如圖乙，助滑道AB的豎直高度h＝55m，B、C間的距離s＝120m，B、C連線與水平方向的夾角θ＝30°.某質(zhì)量m＝60kg的運(yùn)動員從出發(fā)點(diǎn)A沿助滑道無初速度下滑，從起跳點(diǎn)B處沿水平方向飛出，在著地點(diǎn)C處著地，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2.求：(1)運(yùn)動員在起跳點(diǎn)B處的速度v0；(2)運(yùn)動員在助滑過程中阻力做的功Wf.

考點(diǎn)2動能定理與圖像綜合[能力考點(diǎn)]1.常與動能定理結(jié)合的四類圖像v

－t圖像由公式x＝vt可知，v

－t圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示物體的位移a－t圖像由公式Δv＝at可知，a－t圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示物體速度的變化量F－x圖像由公式W＝Fx可知，F(xiàn)－x圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示力所做的功P－t圖像由公式W＝Pt可知，P－t圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示力所做的功2.解決物理圖像問題的基本步驟例2

(2021年湖北卷)如圖甲所示，一物塊以一定初速度沿傾角為30°的固定斜面上滑，運(yùn)動過程中摩擦力大小f恒定，物塊動能Ek與運(yùn)動路程s的關(guān)系如圖乙所示.重力加速度g取10m/s2，物塊質(zhì)量m和所受摩擦力f大小分別為(

)A.m＝0.7kg，f＝0.5NB.m＝0.7kg，f＝1.0NC.m＝0.8kg，f＝0.5ND.m＝0.8kg，f＝1.0N【答案】A

【解析】對物塊沿斜面上滑過程，由動能定理可得－(mgsin

30°+f)s＝Ek－40

J，結(jié)合物塊動能Ek與運(yùn)動路程s的關(guān)系圖像，可知物塊受到沿斜面的合力為4

N，即mgsin

30°+f＝4

N，同理，對物塊沿斜面下滑過程，mgsin

30°－f＝3

N，聯(lián)立解得m＝0.7

kg，f＝0.5

N，

A正確.1.(2022年廣東模擬)(多選)滑雪是一項(xiàng)具有刺激性和挑戰(zhàn)性的雪上運(yùn)動，如圖的滑雪情景可抽象成如下物理過程：物體沿斜面由靜止開始下滑，在水平面上滑行一段距離后停止.假若物體與斜面間和水平面間的動摩擦因數(shù)相同，斜面與水平面平滑連接，選項(xiàng)圖中v、a、Ek、s、t分別表示物體速度大小、加速度大小、動能、路程和時間，則其中可能正確的是(

)ABCD【答案】ABD

2.(2022年山東模擬)質(zhì)量為2kg的物體以某一初速度在水平面上滑行，由于摩擦力的作用，其動能隨位移變化的關(guān)系圖線如圖所示，重力加速度g取10m/s2，以下說法中不正確的是(

)A.物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.25B.物體與水平面間的摩擦力大小為5NC.物體滑行過程中的動能的變化量為100JD.物體滑行的加速度大小為2.5m/s2【答案】C

考點(diǎn)3動能定理在多過程運(yùn)動中的應(yīng)用[能力考點(diǎn)]多過程運(yùn)動中運(yùn)用動能定理的注意事項(xiàng)(1)運(yùn)用動能定理時，選擇合適的研究過程能使問題簡化.當(dāng)物體的運(yùn)動過程包含幾個運(yùn)動性質(zhì)不同的子過程時，可以選擇一個、幾個或全部子過程作為研究過程.(2)當(dāng)選擇全部子過程作為研究過程，涉及重力、大小恒定的阻力或摩擦力做功時，要注意運(yùn)用它們的功能特點(diǎn)：①重力的功取決于物體的初、末位置，與路徑無關(guān).②大小恒定的阻力或摩擦力的功等于力的大小與路程的乘積.

(1)若釋放點(diǎn)距B點(diǎn)的長度l＝0.7m，求滑塊到最低點(diǎn)C時軌道對其支持力FN的大??；(2)設(shè)釋放點(diǎn)距B點(diǎn)的長度為lx，求滑塊第一次經(jīng)F點(diǎn)時的速度v與lx之間的關(guān)系式；(3)若滑塊最終靜止在軌道FG的中點(diǎn)，求釋放點(diǎn)距B點(diǎn)長度lx的值.

2.(2022年成都模擬)如圖所示，一滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從斜面軌道AB的A點(diǎn)由靜止滑下后，進(jìn)入與斜面軌道在B點(diǎn)相切的、半徑R＝0.5m的光滑圓弧軌道，且O為圓弧軌道的圓心，C點(diǎn)為圓弧軌道的最低點(diǎn)，滑塊運(yùn)動到D點(diǎn)時對軌道的壓力為28N.已知OD與OC、OB與OC的夾角分別為53°和37°，滑塊質(zhì)量m＝0.5kg，與軌道AB間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.則軌道AB的長度為(

)A.6.75m B.6.25mC.6.5m D.6.0m【答案】A

往復(fù)運(yùn)動不用愁，動能定理來解憂在某些運(yùn)動中，其運(yùn)動過程具有重復(fù)性、往返性，而在這一過程中，描述物體的物理量多數(shù)是變化的，而重復(fù)的次數(shù)又往往是無法確定的或者是無限的，求解這類問題時若運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律及運(yùn)動學(xué)公式將非常煩瑣，甚至無法解出.由于動能定理只要求物體的初、末狀態(tài)而不考慮運(yùn)動過程的細(xì)節(jié)，所以用動能定理分析這類問題可使解題過程簡化.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H＝10m，BC長為l＝1m，AB和CD軌道光滑.一質(zhì)量為m＝1kg的物體，從A點(diǎn)以v1＝4m/s的速度開始運(yùn)動，經(jīng)過BC后滑到高出C點(diǎn)h＝10.3m的D點(diǎn)時速度為零.(g取10m/s2)求：(1