高考物理一輪復(fù)習(xí)粵教版課件第五章機械能基礎(chǔ)課2

基礎(chǔ)課2動能動能定理動能1.定義：物體由于______而具有的能叫動能。2.公式：Ek＝________。3.單位：_______，1J＝1N·m＝1kg·m2/s2。4.矢標性：動能是______，只有正值。5.狀態(tài)量：動能是_______，因為v是瞬時速度。知識排查運動焦耳標量狀態(tài)量動能定理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_____________。2.表達式：W＝________________或W＝Ek2－Ek1。3.物理意義：_________的功是物體動能變化的量度。4.適用條件 (1)動能定理既適用于直線運動，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，既可以同時作用，也可以___________。動能的變化合外力曲線運動變力做功間斷作用5.應(yīng)用動能定理解決的典型問題大致分為兩種 (1)單一物體的單一過程或者某一過程； (2)單一物體的多個過程。動能定理由于不涉及加速度和時間，比動力學(xué)研究方法要簡便。

1.思考判斷 (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)動能不變的物體一定處于平衡狀態(tài)。(

) (3)如果物體所受的合外力不為零，那么合外力對物體做功一定不為零。(

)

答案

(1)√

(2)×

(3)×小題速練2.(2016·四川理綜，1)韓曉鵬是我國首位在冬奧會雪上項目奪冠的運動員。他在一次自由式滑雪空中技巧比賽中沿“助滑區(qū)”保持同一姿態(tài)下滑了一段距離，重力對他做功1900J，他克服阻力做功100J。韓曉鵬在此過程中(

) A.動能增加了1900J B.動能增加了2000J C.重力勢能減小了1900J D.重力勢能減小了2000J

解析由題可得，重力做功WG＝1900J，則重力勢能減少1900J，故選項C正確，D錯誤；由動能定理得，WG－Wf＝ΔEk，克服阻力做功Wf＝100J，則動能增加1800J，故選項A、B錯誤。

答案C對動能定理的理解及應(yīng)用1.對“外力”的兩點理解 (1)“外力”指的是合外力，可以是重力、彈力、摩擦力、電場力、磁場力或其他力，它們可以同時作用，也可以不同時作用。 (2)“外力”既可以是恒力，也可以是變力。2.公式W合＝ΔEk中“＝”體現(xiàn)的三個關(guān)系1.(2017·廣東六校聯(lián)考)北京獲得2022年冬奧會舉辦權(quán)，冰壺是冬奧會的比賽項目。將一個冰壺以一定初速度推出后將運動一段距離停下來。換一個材料相同、質(zhì)量更大的冰壺，以相同的初速度推出后，冰壺運動的距離將(

) A.不變

B.變小 C.變大

D.無法判斷答案

A2.(多選)如圖1所示，電梯質(zhì)量為M，在它的水平地板上放置一質(zhì)量為m的物體。電梯在鋼索的拉力作用下豎直向上加速運動，當電梯的速度由v1增加到v2時，上升高度為H，則在這個過程中，下列說法或表達式正確的是(

)圖1答案CD3.如圖2所示，小物塊從傾角為θ的傾斜軌道上A點由靜止釋放滑下，最終停在水平軌道上的B點，小物塊與水平軌道、傾斜軌道之間的動摩擦因數(shù)均相同，A、B兩點的連線與水平方向的夾角為α，不計物塊在軌道轉(zhuǎn)折時的機械能損失，則動摩擦因數(shù)為(

) A.tanθ

B.tanα C.tan(θ＋α) D.tan(θ－α)圖2答案

B應(yīng)用動能定理求解多過程問題1.首先需要建立運動模型，選擇合適的研究過程能使問題得以簡化。當物體的運動過程包含幾個運動性質(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，要注意運用它們的做功特點： (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。3.專注過程與過程的連接狀態(tài)的受力特征與運動特征(比如：速度、加速度或位移)。4.列整體(或分過程)的動能定理方程。

【典例】如圖3所示，傾角θ＝45°的粗糙平直導(dǎo)軌AB與半徑為R的光滑圓環(huán)軌道相切，切點為B，整個軌道處在豎直平面內(nèi)。一質(zhì)量為m的小滑塊(可以看作質(zhì)點)從導(dǎo)軌上離地面高為h＝3R的D處無初速度下滑進入圓環(huán)軌道。接著小滑塊從圓環(huán)最高點C水平飛出，恰好擊中導(dǎo)軌上與圓心O等高的P點，不計空氣阻力，已知重力加速度為g。求：

(1)滑塊運動到圓環(huán)最高點C時的速度大小； (2)滑塊運動到圓環(huán)最低點時對圓環(huán)軌道壓力的大??； (3)滑塊在斜面軌道BD間運動的過程中克服摩擦力做的功。

圖3解析(1)小滑塊從C點飛出來做平拋運動，水平速度為v0。(2)小滑塊在最低點時速度為v，由動能定理得在最低點由牛頓第二定律得解得FN＝6mg由牛頓第三定律得FN′＝6mg⑦(3)從D到最低點過程中，設(shè)DB過程中克服摩擦阻力做功Wf，由動能定理得

【拓展延伸1】在【典例】中，若小滑塊剛好能過C點，求滑塊與軌道AB間的動摩擦因數(shù)。

解析小滑塊剛好能過C點，則在C點由牛頓第二定律得

小滑塊由D至C過程，由動能定理得【拓展延伸2】在【典例】中的滑塊從軌道的P點由靜止釋放，滑塊與粗糙導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ，求滑塊整個運動過程中在AB軌道上通過的總路程。

解析滑塊在P點釋放，滑塊將在兩軌道間做往返運動，當滑塊到達B點時的速度為零后滑塊將只在圓弧軌道上運動，故全過程由動能定理得 mgsPBsinθ－μmgcosθ·s＝0

由幾何關(guān)系得sPB＝R應(yīng)用動能定理解題的基本思路1.如圖4所示，質(zhì)量為m的小球，從離地面H高處從靜止開始釋放，落到地面后繼續(xù)陷入泥中h深度而停止，設(shè)小球受到空氣阻力為f，重力加速度為g，則下列說法正確的是(

)圖4答案C2.如圖5所示，水平桌面上的輕質(zhì)彈簧左端固定，右端與靜止在O點質(zhì)量為m＝1kg的小物塊接觸而不連接，此時彈簧無形變?，F(xiàn)對小物塊施加F＝10N水平向左的恒力，使其由靜止開始向左運動。小物塊在向左運動到A點前某處速度最大時，彈簧的彈力為6N，運動到A點時撤去推力F，小物塊最終運動到B點靜止。圖中OA＝0.8m，OB＝0.2m，重力加速度取g＝10m/s2。求小物塊： (1)與桌面間的動摩擦因數(shù)μ； (2)向右運動過程中經(jīng)過O點的速度； (3)向左運動的過程中彈簧的最大壓縮量。

圖5解析(1)小物塊速度達到最大時，加速度為零。(3)彈簧最大壓縮量為xmax，對小物塊運動的全過程，根據(jù)動能定理得FxOA－f(2xmax＋xOB)＝0，代入數(shù)值得xmax＝0.9m。答案

(1)0.4

(2)1.26m/s

(3)0.9m1.解決物理圖象問題的基本步驟 (1)觀察題目給出的圖象，弄清縱坐標、橫坐標所對應(yīng)的物理量及圖線所表示的物理意義。 (2)根據(jù)物理規(guī)律推導(dǎo)出縱坐標與橫坐標所對應(yīng)的物理量間的函數(shù)關(guān)系式。 (3)將推導(dǎo)出的物理規(guī)律與數(shù)學(xué)上與之相對應(yīng)的標準函數(shù)關(guān)系式相對比，找出圖線的斜率、截距、圖線的交點、圖線下方的面積所對應(yīng)的物理意義，根據(jù)對應(yīng)關(guān)系列式解答問題。動能定理與圖象結(jié)合的問題2.四類圖象所圍“面積”的含義1.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動，t1時刻撤去拉力F，物體做勻減速直線運動，到t2時刻停止，其速度—時間圖象如圖6所示，且α>β，若拉力F做的功為W1，平均功率為P1；物體克服摩擦阻力f做的功為W2，平均功率為P2，則下列選項正確的是(

) A.W1>W2，F(xiàn)＝2f

B.W1＝W2，F(xiàn)>2f C.P1<P2，F(xiàn)>2f

D.P1＝P2，F(xiàn)＝2f圖6答案

B2.(2017·江蘇單科，3)一小物塊沿斜面向上滑動，然后滑回到原處。物塊初動能為Ek0，與斜面間的動摩擦因數(shù)不變，則該過程中，物塊的動能Ek與位移x關(guān)系的圖線是(

)解析設(shè)斜面的傾角為θ，物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ，物塊質(zhì)量為m，小物塊沿斜面向上滑動過程，由動能定理得，－(mgsinθ＋μmgcosθ)x＝Ek－Ek0，即Ek＝Ek0－(mgsinθ＋μmgcosθ)x；設(shè)小物塊滑到最高點的距離為L，小物塊沿斜面滑動全過程由能量守恒定律得，Ek＝Ek0－mgssinθ－μmgcosθ(2L－x)＝(Ek0－2μmgLcosθ)－(mgsinθ－μmgcosθ)x，故選項C正確。答案C3.(2017·甘肅模擬)如圖7甲所示，一質(zhì)量為4kg的物體靜止在水平地面上，讓物體在隨位移均勻減小的水平推力F作用下開始運動，推力F隨位移s變化的關(guān)系如圖乙所示，已知物體與地面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，(取g＝10m/s2)，則下列說法正確的是(

)圖7答案

B動能定理的綜合應(yīng)用——細心審題、規(guī)范答題能力的培養(yǎng)

物理計算題歷來是高考拉分題，試題綜合性強，涉及物理過程較多，所給物理情境較復(fù)雜，物理模型較模糊甚至很隱蔽，運用的物理規(guī)律也較多，對考生的各項能力要求很高，為了在物理計算題上得到理想的分值，應(yīng)做到細心審題、用心析題、規(guī)范答題?！纠咳鐖D8所示，水平路面CD的右側(cè)有一長度L1＝2m的木板。一物塊放在木板的最右端，并隨木板一起向左側(cè)固定的平臺運動，木板的上表面與平臺等高。平臺上表面AB的長度s＝3m，光滑半圓軌道AFE豎直固定在平臺上，圓軌道半徑R＝0.4m，最低點與平臺AB相切于A點。當木板的左端與平臺的距離L＝2m時，木板與物塊向左運動的速度v0＝8m/s。木板與平臺的豎直壁碰撞后，木板立即停止運動，物塊在木板上滑動并滑上平臺。已知木板與路面間的動摩擦因數(shù)μ1＝0.05，物塊與木板的上表面及軌道AB間的動摩擦因數(shù)均為μ2＝0.1，物塊質(zhì)量m＝1kg，取g＝10m/s2。(1)求物塊進入圓軌道時對軌道上的A點的壓力；(2)判斷物塊能否到達圓軌道的最高點E。如果能，求物塊離開E點后在平臺上的落點到A點的距離；如果不能，則說明理由。圖8審題流程第一步：把握過程，構(gòu)建運動模型過程1DC段木板、物塊共同向左減速運動過程2木板與BC碰撞后物塊在木板上勻減速運動過程3物塊滑到BA上物塊在BA上勻減速運動過程4光滑半圓軌道上物塊做圓周運動過程5

可能從E點水平拋出規(guī)范解答解析(1)設(shè)木板質(zhì)量為M，物塊隨板運動撞擊豎直壁BC時的速度為v1，由動能定理得

設(shè)物塊到A點時速度為v2，由動能定理得解得FN＝140N由牛頓第三定律知，物塊對軌道A點的壓力大小為140N，方向豎直向下。

(2)設(shè)物塊能通過圓軌道的最高點，且在最高點處的速度為v3，由動能定理得故物塊能通過圓軌道的最高點E，物塊離開E點后做平拋運動，有解得x＝2.4m。答案

(1)140N，方向豎直向下(2)能2.4m【針對訓(xùn)練】如圖9是某同學(xué)的漫畫中出現(xiàn)的裝置，