高一物理動能定理及其應用.ppt

5.2動能定理及其應用,知識精要,一動能1.定義:物體由于運動而具有的能量叫做動能.2.公式:.3.單位:焦耳(J),1J=1Nm=1kgm2/s2.4.動能是標量,只有正值,沒有負值.5.動能是狀態(tài)量,也具有相對性,因為v為瞬時速度,且與參考系的選擇有關,一般以地面為參考系.,二動能定理1.內容:所有外力對物體做的總功(也叫合外力的功)等于物體動能的變化.2.表達式:W總=Ek2-Ek1.3.對定理的理解當W總0時,Ek2Ek1,物體的動能增大當W總0時,Ek2E下,t上E下.整個斜面是粗糙的,所以在AB段,3.人用手托著質量為m的物體,從靜止開始沿水平方向運動,前進距離x后,速度為v(物體與手始終相對靜止),物體與人手掌之間的動摩擦因數(shù)為,則人對物體做的功為()A.mgxB.0C.mgxD.,答案:D,解析:物體與手掌之間的摩擦力是靜摩擦力,靜摩擦力在零與最大值mg之間取值,不一定等于mg.在題述過程中,只有靜摩擦力對物體做功,故根據(jù)動能定理,摩擦力對物體做的功.,4.2008年北京奧運會上,跳水運動員從10m高處的跳臺跳下,設水的平均阻力約為運動員體重的3倍,在粗略估算中,把運動員當作質點處理,為了保證運動員的人身安全,池水深度至少為(),A.5mB.3mC.7mD.1m答案:A,解析:對運動員跳水的全過程研究,據(jù)動能定理有:mg(H+h)-Ffh=Ek=0.其中m為運動員質量,h為運動員入水的深度.又H=10m,Ff=3mg,所以.為保證人身安全,池水深度Hh,即H5m,故水深至少為5m,A選項正確.,5.如圖所示,電梯質量為M,地板上放置一質量為m的物體.鋼索拉電梯由靜止開始向上加速運動,當上升高度為H時,速度達到v,則(),A.地板對物體的支持力做的功等于B.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Mv2+MghD.合力對電梯M做的功等于Mv2,答案:D,解析:對物體m用動能定理:WFN-mgH=mv2,故WFN=mgH+mv2,AB均錯;鋼索拉力做的功WF拉=(M+m)gH+(M+m)v2,故C錯誤;由動能定理知,合力對電梯M做的功應等于電梯動能的變化Mv2,故D正確.,6.木塊在水平恒力F作用下,由靜止開始在水平路面上前進x,隨即撤掉此恒力,接著又前進了2x才停下來.設運動全過程中路面情況相同,則木塊在運動中所獲得動能的最大值為()B.C.FxD.,答案:D,解析:對力F作用的過程,由動能定理得Fx-Ffx=Ekmax-0,對全過程有Fx-Ff3x=0,聯(lián)立解得:,故D選項正確.,7.如圖5-2-13所示,板長為L,板的B端靜放著質量為m的小物體P,物體與板的動摩擦因數(shù)為,開始板水平.若緩慢將板轉過一個小角度的過程中,物體與板保持相對靜止,則在此過程中(),A.摩擦力對P做功mgcos(1-cos)B.摩擦力對P做功mgsin(1-cos)C.摩擦力對P不做功D.板對P做功mgLsin答案:CD,解析:摩擦力始終與運動方向垂直,不做功,板對P的作用力與重力摩擦力平衡,由動能定理得WP-WG=0,WP=mgLsin.,8.(2009全國卷)以初速度v0豎直向上拋出一質量為m的小物塊.假定物塊所受空氣阻力Ff大小不變.已知重力加速度為g,則物塊上升的最大高度和返回到原拋出點的速率分別為()A.B.,C.D.,答案:A,解析:本題考查動能定理.上升的過程中,重力做負功,阻力Ff做負功,由動能定理得-(mgh+Ffh)=-.求返回拋出點的速度,對全程使用動能定理,重力做功為零,只有阻力做功,有-2Ffh,解得v=v0,A正確.,9.(2009上海卷)小球由地面豎直上拋,上升的最大高度為H,設所受阻力大小恒定,地面為零勢能面.在上升至離地高度h處,小球的動能是勢能的兩倍,在下落至離地高度h處,小球的勢能是動能的兩倍,則h等于()A.H/9B.2H/9C.3H/9D.4H/9答案:D,解析:小球上升至最高點過程:小球上升至離地高度h處的過程:;,小球上升至最高點后又下降至離地高度h處過程:以上各式聯(lián)立解得,選項D正確.,10.如圖5-2-14所示,ABCD是一個盆式容器,盆內側壁與盆底BC的連接處都是一段與BC相切的圓弧,BC為水平,其距離d=0.50m,盆邊緣的高度為h=0.30m.在A處放一個質量為m的小物塊并讓其從靜止出發(fā)下滑.已知盆內側壁是光滑的,而盆底BC面與小物塊間的動摩擦因數(shù)為=0.10.小物塊在盆內來回滑動,最后停下來,則停的地點到B的距離為(),A.0.50mB.0.25mC.0.10mD.0答案:D,解析:分析小物塊的運動過程,可知由于克服摩擦力做功,物塊的機械能不斷減少.根據(jù)動能定理可得mgh-mgx=0,物塊在BC之間滑行的總路程.小物塊正好停在B點,所以選項D正確.,11.連接AB兩點的弧形軌道ACB和ADB形狀相同,材料相同,如圖5-2-15所示.一個小物體由A以一定的速度v開始沿ACB軌道到達B的速度為v1;若由A以相同初速度v沿ADB軌道到達B的速度為v2.比較v1和v2的大小,有(),A.v1v2B.v1=v2C.v1v2D.條件不足,無法判定答案:A,解析:由題意可知,弧形材料ACB和ADB的長度相等,物塊在上下面滑動時動摩擦因數(shù)相同,物塊在上面運動可認為做圓周運動,由于物塊在ADB上運動時對曲面的正壓力大于在ACB上對曲面的正壓力(考慮圓周運動向心力),故在ADB上克服摩擦力做的功大于在ACB上克服摩擦力做的功,再由動能定理即可得出選項A正確.,12.(2009南通模擬)如圖5-2-16(a)所示,靜置于光滑水平面上坐標原點處的小物塊,在水平拉力F作用下,沿x軸方向運動,拉力F隨物塊所在位置坐標x的變化關系如圖(b)所示,圖線為半圓.則小物塊運動到x0處時的動能為(),A.0B.C.D.,答案:C,解析:根據(jù)動能定理,小物塊運動到x0處時的動能為這段時間內力F所做的功,物塊在變力作用下,不能直接用功的公式來計算,但此題可用根據(jù)圖象求“面積”的方法來解決.力F所做的功的大小等于半圓的“面積”大小.整理得,C選項正確.,二非選擇題13.(2009柳州模擬),光滑水平面AB與一半圓形軌道在B點相連,軌道位于豎直面內,其半徑為R,一個質量為m的物塊靜止在水平面上,現(xiàn)向左推物塊使其壓緊彈簧,然后放手,物塊在彈力作用下獲得一速度,當它經(jīng)B點進入半圓形軌道瞬間,對軌道的壓力為其重力的7倍,之后向上運動恰能完成半圓周運動到達C點,重力加速度為g.求;,(1)彈簧彈力對物塊做的功;(2)物塊從B到C克服阻力的功;(3)物塊離開C點后,再落回到水平面上時的動能.,解析:(1)由動能定理得,在B點由牛頓第二定律得R,以上兩式聯(lián)立解得W=3mgR.(2)物塊從B到C由動能定理得物塊在C點時mg=mv2C/R,解得W=mgR/2.,(3)物塊從C點平拋到水平面的過程中,由機械能守恒定律得,14.(20