高一物理動(dòng)能定理及其應(yīng)用ppt課件

1、12022-1-28知知 識(shí)識(shí) 精精 要要22022-1-28一一 動(dòng)能動(dòng)能1.定義定義:物體由于物體由于運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫做動(dòng)能而具有的能量叫做動(dòng)能.2.公式公式: .3.單位單位:焦耳焦耳(J)(J),1 J=1 Nm=1 kgm2/s2.4.動(dòng)能是動(dòng)能是標(biāo)量標(biāo)量,只有正值只有正值,沒有負(fù)值沒有負(fù)值.5.動(dòng)能是狀態(tài)量動(dòng)能是狀態(tài)量,也具有相對(duì)性也具有相對(duì)性,因?yàn)橐驗(yàn)関為瞬時(shí)速度為瞬時(shí)速度,且與參考系且與參考系的選擇有關(guān)的選擇有關(guān),一般以地面為參考系一般以地面為參考系.122kEmv32022-1-28二二 動(dòng)能定理動(dòng)能定理1.內(nèi)容內(nèi)容:所有外力對(duì)物體做的所有外力對(duì)物體做的總功總功(也叫合

2、外力的功也叫合外力的功)等于物體等于物體動(dòng)能動(dòng)能的變化的變化.2.表達(dá)式表達(dá)式:W總總=E Ek2k2-E-Ek1k1.3.對(duì)定理的理解對(duì)定理的理解當(dāng)當(dāng)W總總0時(shí)時(shí),Ek2Ek1,物體的動(dòng)能物體的動(dòng)能增大增大當(dāng)當(dāng)W總總0時(shí)時(shí),Ek2Ek1,物體的動(dòng)能物體的動(dòng)能減少減少.當(dāng)當(dāng)W總總=0時(shí)時(shí),Ek2=Ek1,物體的動(dòng)能物體的動(dòng)能不變不變.42022-1-28雙雙 基基 精精 練練52022-1-281.關(guān)于動(dòng)能的理解關(guān)于動(dòng)能的理解,下列說法正確的是下列說法正確的是( )A.動(dòng)能是機(jī)械能的一種表現(xiàn)形式動(dòng)能是機(jī)械能的一種表現(xiàn)形式,凡是運(yùn)動(dòng)的物體都具有動(dòng)能凡是運(yùn)動(dòng)的物體都具有動(dòng)能B.動(dòng)能總為非負(fù)值動(dòng)能總

3、為非負(fù)值C.一定質(zhì)量的物體動(dòng)能變化時(shí)一定質(zhì)量的物體動(dòng)能變化時(shí),速度一定變化速度一定變化,但速度變化時(shí)但速度變化時(shí),動(dòng)能不一定變化動(dòng)能不一定變化D.動(dòng)能不變的物體動(dòng)能不變的物體,一定處于平衡狀態(tài)一定處于平衡狀態(tài)62022-1-28解析解析:由動(dòng)能的定義和特點(diǎn)知由動(dòng)能的定義和特點(diǎn)知,A B選項(xiàng)正確選項(xiàng)正確.動(dòng)能是標(biāo)量而動(dòng)能是標(biāo)量而速度是矢量速度是矢量,當(dāng)動(dòng)能變化時(shí)當(dāng)動(dòng)能變化時(shí),速度的大小一定變化速度的大小一定變化;而速度的而速度的變化可能只是方向變了變化可能只是方向變了,大小未變大小未變,則動(dòng)能不變則動(dòng)能不變,且物體有加且物體有加速度速度,處于非平衡狀態(tài)處于非平衡狀態(tài),故故C對(duì)對(duì)D錯(cuò)錯(cuò).答案答案:

4、ABC72022-1-282.一輛汽車以一輛汽車以v1=6 m/s的速度沿水平路面行駛時(shí)的速度沿水平路面行駛時(shí),急剎車后急剎車后能滑行能滑行x1=3.6 m,如果改以如果改以v2=8 m/s的速度行駛時(shí)的速度行駛時(shí),同樣情同樣情況下急剎車后滑行的距離況下急剎車后滑行的距離x2為為( )A.6.4 m B.5.6 mC.7.2 mD.10.8 m解析解析:急剎車后急剎車后,車在摩擦力的作用下做減速運(yùn)動(dòng)車在摩擦力的作用下做減速運(yùn)動(dòng),且兩種情況且兩種情況下摩擦力大小是相同的下摩擦力大小是相同的,汽車的末速度皆為零汽車的末速度皆為零.設(shè)摩擦力為設(shè)摩擦力為F,在兩次剎車的過程中在兩次剎車的過程中,根據(jù)動(dòng)

5、能定理根據(jù)動(dòng)能定理82022-1-28答案答案:A92022-1-283.如圖如圖5-2-1所示所示,一質(zhì)量為一質(zhì)量為m的小球的小球,用長為用長為l的輕繩懸掛于的輕繩懸掛于O點(diǎn)點(diǎn),小球在水平拉力小球在水平拉力F的作用下的作用下,從平衡位置從平衡位置P點(diǎn)很緩慢地移點(diǎn)很緩慢地移動(dòng)到動(dòng)到Q點(diǎn)點(diǎn),則力則力F所做的功為所做的功為( )102022-1-28A.mglcosB.mgl(1-cos)C.FlsinD.Fl解析解析:小球從小球從P點(diǎn)拉到點(diǎn)拉到Q點(diǎn)時(shí)點(diǎn)時(shí),受重力受重力 繩子的拉力和水平拉力繩子的拉力和水平拉力F,由受力分析知由受力分析知:F=mgtan,隨隨增大增大,F也增大也增大,故故F是變力

6、是變力,因因此不能直接用此不能直接用W=Flcos公式公式.從從P緩慢拉到緩慢拉到Q,由動(dòng)能定理由動(dòng)能定理得得:WF-WG=0(因?yàn)樾∏蚓徛苿?dòng)因?yàn)樾∏蚓徛苿?dòng),速度可視為零速度可視為零),即即WF=WG=mgl(1-cos).答案答案:B112022-1-284.(2008廣東理科基礎(chǔ)廣東理科基礎(chǔ))一個(gè)一個(gè)25 kg的小孩從高度為的小孩從高度為3.0 m的滑梯的滑梯頂端由靜止開始滑下頂端由靜止開始滑下,滑到底端時(shí)的速度為滑到底端時(shí)的速度為2.0 m/s.g取取10 m/s2,關(guān)于力對(duì)小孩做的功關(guān)于力對(duì)小孩做的功,以下結(jié)果正確的是以下結(jié)果正確的是( )A.合外力做功合外力做功50 J B.阻力

7、做功阻力做功500 JC.重力做功重力做功500 JD.支持力做功支持力做功50 J答案答案:A122022-1-28解析解析:由動(dòng)能定理可求得合外力做的功等于小孩動(dòng)能的變化由動(dòng)能定理可求得合外力做的功等于小孩動(dòng)能的變化, 252.02 J=50 J,A選項(xiàng)正確選項(xiàng)正確.重力做功重力做功WG=mgh=25103.0 J=750 J,C選項(xiàng)錯(cuò)誤選項(xiàng)錯(cuò)誤.支持力的方向與支持力的方向與小孩的運(yùn)動(dòng)方向垂直小孩的運(yùn)動(dòng)方向垂直,不做功不做功,D選項(xiàng)錯(cuò)誤選項(xiàng)錯(cuò)誤.阻力做功阻力做功W阻阻=W合合-WG=(50-750)J=-700 J,B選項(xiàng)錯(cuò)誤選項(xiàng)錯(cuò)誤.11222kEmv132022-1-28疑疑 難難 精

8、精 講講142022-1-28疑難點(diǎn)一疑難點(diǎn)一.有的同學(xué)說有的同學(xué)說:“動(dòng)能定理說明了功轉(zhuǎn)化為動(dòng)能時(shí)的關(guān)動(dòng)能定理說明了功轉(zhuǎn)化為動(dòng)能時(shí)的關(guān)系系”,你認(rèn)為對(duì)嗎你認(rèn)為對(duì)嗎?并說明理由并說明理由.名師在線名師在線:動(dòng)能定理說明外力對(duì)物體所做的總功和動(dòng)能變化動(dòng)能定理說明外力對(duì)物體所做的總功和動(dòng)能變化之間的因果關(guān)系和數(shù)量關(guān)系之間的因果關(guān)系和數(shù)量關(guān)系,即物體動(dòng)能的變化是通過外即物體動(dòng)能的變化是通過外力做功的過程來實(shí)現(xiàn)的力做功的過程來實(shí)現(xiàn)的,并且用功去量度并且用功去量度,并不是功轉(zhuǎn)化為并不是功轉(zhuǎn)化為動(dòng)能動(dòng)能.152022-1-28疑難點(diǎn)二疑難點(diǎn)二.請(qǐng)歸納應(yīng)用動(dòng)能定理解題的基本步驟請(qǐng)歸納應(yīng)用動(dòng)能定理解題的基本步

9、驟.名師在線名師在線:(1)選取研究對(duì)象選取研究對(duì)象,明確它的運(yùn)動(dòng)過程明確它的運(yùn)動(dòng)過程.(2)分析研究對(duì)象的受力情況和各力的做功情況分析研究對(duì)象的受力情況和各力的做功情況:162022-1-28(3)明確物體在運(yùn)動(dòng)過程始末狀態(tài)的動(dòng)能明確物體在運(yùn)動(dòng)過程始末狀態(tài)的動(dòng)能Ek1和和Ek2.(4)列出動(dòng)能定理的方程列出動(dòng)能定理的方程W合合=Ek2-Ek1及其他必要的關(guān)系式及其他必要的關(guān)系式,進(jìn)行進(jìn)行求解求解.172022-1-28易易 錯(cuò)錯(cuò) 點(diǎn)點(diǎn) 撥撥182022-1-28易錯(cuò)點(diǎn)一未注意動(dòng)能是標(biāo)量而導(dǎo)致出錯(cuò)易錯(cuò)點(diǎn)一未注意動(dòng)能是標(biāo)量而導(dǎo)致出錯(cuò)自我診斷自我診斷1一質(zhì)量為一質(zhì)量為2 kg的物體的物體,以以4

10、m/s的速度在光滑水平的速度在光滑水平面上向左滑行面上向左滑行,從某時(shí)刻起從某時(shí)刻起,在物體上作用一個(gè)向右的水平在物體上作用一個(gè)向右的水平力力,經(jīng)過一段時(shí)間經(jīng)過一段時(shí)間,物體的速度方向變?yōu)橄蛴椅矬w的速度方向變?yōu)橄蛴?大小仍為大小仍為4 m/s,在這段時(shí)間內(nèi)水平力對(duì)物體所做的功為在這段時(shí)間內(nèi)水平力對(duì)物體所做的功為( )A.0 B.8 J C.16 J D.32 J解析解析:由動(dòng)能定理知合外力做的功等于動(dòng)能的變化由動(dòng)能定理知合外力做的功等于動(dòng)能的變化,又因動(dòng)能又因動(dòng)能是標(biāo)量是標(biāo)量,沒有方向沒有方向,所以選所以選A.答案答案:A192022-1-28易錯(cuò)點(diǎn)二僅憑經(jīng)驗(yàn)不按物理規(guī)律解題導(dǎo)致出錯(cuò)易錯(cuò)點(diǎn)二僅

11、憑經(jīng)驗(yàn)不按物理規(guī)律解題導(dǎo)致出錯(cuò)自我診斷自我診斷2如圖如圖5-2-2所示所示,一物塊以一物塊以6 m/s的初速度從曲面的初速度從曲面A點(diǎn)點(diǎn)下滑下滑,運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)速度仍為點(diǎn)速度仍為6 m/s,若物體以若物體以5 m/s的初速度仍的初速度仍由由A點(diǎn)下滑點(diǎn)下滑,則運(yùn)動(dòng)到則運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度點(diǎn)時(shí)的速度( )202022-1-28A.大于大于5 m/sB.等于等于5 m/sC.小于小于5 m/sD.條件不足條件不足,無法計(jì)算無法計(jì)算答案答案:A212022-1-28解析解析:物塊第一次由物塊第一次由A到到B,始末位置動(dòng)能相等始末位置動(dòng)能相等,即它從即它從A到到B運(yùn)運(yùn)動(dòng)過程中重力做的功恰好等于物體克服摩

12、擦力做的功動(dòng)過程中重力做的功恰好等于物體克服摩擦力做的功.當(dāng)當(dāng)物塊以物塊以5 m/s的初速度滑到的初速度滑到B點(diǎn)時(shí)點(diǎn)時(shí),重力做的功與前次相同重力做的功與前次相同.由于速度小由于速度小,由圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)知物塊在運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)曲面由圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)知物塊在運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)曲面的壓力始終小于前次的壓力始終小于前次,即物塊克服摩擦力做的功比前次少即物塊克服摩擦力做的功比前次少,因而第二次滑動(dòng)時(shí)由因而第二次滑動(dòng)時(shí)由A到到B重力做的功比物塊克服摩擦力重力做的功比物塊克服摩擦力做的功多做的功多,因而物體的動(dòng)能一定增加因而物體的動(dòng)能一定增加,所以到所以到B點(diǎn)時(shí)的速度點(diǎn)時(shí)的速度一定大于一定大于5 m/s.222022-1-

13、28易錯(cuò)點(diǎn)三思維定勢(shì)導(dǎo)致出錯(cuò)易錯(cuò)點(diǎn)三思維定勢(shì)導(dǎo)致出錯(cuò)自我診斷自我診斷3如圖如圖5-2-3所示所示,質(zhì)量為質(zhì)量為m的物塊與轉(zhuǎn)臺(tái)之間能出現(xiàn)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的最大靜摩擦力為物塊重力的k倍倍,物塊與轉(zhuǎn)軸物塊與轉(zhuǎn)軸OO相距相距R,物塊隨轉(zhuǎn)臺(tái)由靜止開始轉(zhuǎn)動(dòng)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)當(dāng)轉(zhuǎn)速增加到一定值時(shí),物塊物塊即將在轉(zhuǎn)臺(tái)上滑動(dòng)即將在轉(zhuǎn)臺(tái)上滑動(dòng),在物塊由靜止到滑動(dòng)前的這一過程中在物塊由靜止到滑動(dòng)前的這一過程中,轉(zhuǎn)臺(tái)的摩擦力對(duì)物塊做的功為轉(zhuǎn)臺(tái)的摩擦力對(duì)物塊做的功為( )232022-1-28A.0B.2kmgRC.2kmgRD.12kmgR242022-1-

14、28解析解析:在轉(zhuǎn)速增加的過程中在轉(zhuǎn)速增加的過程中,轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)物塊的摩擦力是不斷變化轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)物塊的摩擦力是不斷變化的的,當(dāng)轉(zhuǎn)速增加到一定值時(shí)當(dāng)轉(zhuǎn)速增加到一定值時(shí),物塊在轉(zhuǎn)臺(tái)上即將滑動(dòng)物塊在轉(zhuǎn)臺(tái)上即將滑動(dòng),說明此說明此時(shí)最大靜摩擦力提供向心力時(shí)最大靜摩擦力提供向心力,即即 設(shè)這一過設(shè)這一過程中轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)物塊的摩擦力所做的功為程中轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)物塊的摩擦力所做的功為Wf.由動(dòng)能定理可得由動(dòng)能定理可得: .可解得可解得:Wf .2,mgvkmR122fWmv12kmgR答案答案:D252022-1-28題題 型型 研研 練練262022-1-28題型一題型一ti xing yi利用動(dòng)能定理求變力的功利用動(dòng)能定理求變力

15、的功 【例例1】 質(zhì)量為質(zhì)量為m的小球系在輕繩一端的小球系在輕繩一端,在豎直平面內(nèi)做半徑在豎直平面內(nèi)做半徑為為R的圓周運(yùn)動(dòng)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運(yùn)動(dòng)過程中小球受到空氣阻力的作用,設(shè)某設(shè)某一時(shí)刻小球通過軌道的最低點(diǎn)一時(shí)刻小球通過軌道的最低點(diǎn),此時(shí)繩子的張力為此時(shí)繩子的張力為7mg,此此后小球繼續(xù)做圓周運(yùn)動(dòng)后小球繼續(xù)做圓周運(yùn)動(dòng),經(jīng)過半個(gè)圓周恰好能通過最高點(diǎn)經(jīng)過半個(gè)圓周恰好能通過最高點(diǎn),則在此過程中小球克服空氣阻力所做的功為則在此過程中小球克服空氣阻力所做的功為( )A.mgR/4 B.mgR/3C.mgR/2 D.mgR272022-1-28解析解析:小球在圓周最低點(diǎn)時(shí)小球在

16、圓周最低點(diǎn)時(shí),設(shè)速度為設(shè)速度為v1,則則7mg-mg=mv21/R設(shè)小球恰能通過最高點(diǎn)的速度為設(shè)小球恰能通過最高點(diǎn)的速度為v2,則則mg=mv22/R設(shè)轉(zhuǎn)過半個(gè)圓周過程中小球克服空氣阻力做的功為設(shè)轉(zhuǎn)過半個(gè)圓周過程中小球克服空氣阻力做的功為W,由動(dòng)能由動(dòng)能定理得定理得-mg2R-W=mv22/2-mv21/2由解得由解得W=mgR/2,選項(xiàng)選項(xiàng)C正確正確.答案答案:C282022-1-28方法總結(jié)方法總結(jié):應(yīng)用動(dòng)能定理求解變力做功是高中階段最常用的應(yīng)用動(dòng)能定理求解變力做功是高中階段最常用的方法方法,但必須明確物體的初但必須明確物體的初 末狀態(tài)的速度末狀態(tài)的速度,運(yùn)動(dòng)過程有哪運(yùn)動(dòng)過程有哪些力對(duì)物體

17、做功些力對(duì)物體做功.292022-1-28創(chuàng)新預(yù)測(cè)創(chuàng)新預(yù)測(cè)1如圖如圖5-2-4所示所示,一個(gè)質(zhì)量為一個(gè)質(zhì)量為m的小球拴在輕繩的一的小球拴在輕繩的一端端,另一端施加大小為另一端施加大小為F1的拉力作用的拉力作用,使小球在水平面上做使小球在水平面上做半徑為半徑為R1的勻速圓周運(yùn)動(dòng)的勻速圓周運(yùn)動(dòng),今將力的大小改變?yōu)榻駥⒘Φ拇笮「淖優(yōu)镕2,使小球使小球仍在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)仍在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),但半徑變?yōu)榈霃阶優(yōu)镽2.求小球運(yùn)動(dòng)求小球運(yùn)動(dòng)的半徑由的半徑由R1變?yōu)樽優(yōu)镽2的過程中拉力對(duì)小球做的功的過程中拉力對(duì)小球做的功.2211:2F RFR答案302022-1-28解析解析:設(shè)半徑為設(shè)半徑

18、為R1和和R2時(shí)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小分別為時(shí)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小分別為v1和和v2,由向心力公式得由向心力公式得F1=mv21/R1.F2=mv22/R2.由動(dòng)能定理得由動(dòng)能定理得:W=mv22/2-mv21/2.以上三式聯(lián)立解得以上三式聯(lián)立解得W=(F2R2-F1R1)/2.312022-1-28題型二題型二ti xing er應(yīng)用動(dòng)能定理處理多階段運(yùn)動(dòng)問題應(yīng)用動(dòng)能定理處理多階段運(yùn)動(dòng)問題 【例例2】物體在離斜面底端物體在離斜面底端5 m處由靜止開始下滑處由靜止開始下滑,然后滑上然后滑上由小圓弧與斜面連接的水平面上由小圓弧與斜面連接的水平面上,若物體與斜面及水平面若物體與斜面及水平

19、面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.4,斜面傾角為斜面傾角為37,如圖如圖5-2-5所示所示,求求物體能在水平面上滑行多遠(yuǎn)物體能在水平面上滑行多遠(yuǎn).322022-1-28解析解析:物體在斜面上受重力物體在斜面上受重力mg 支持力支持力FN1 摩擦力摩擦力Ff1的作用的作用,沿斜面加速下滑沿斜面加速下滑(=0.4tan37=0.75),到水平面后到水平面后,在摩擦在摩擦力力Ff2的作用下做勻減速運(yùn)動(dòng)的作用下做勻減速運(yùn)動(dòng),直到靜止直到靜止.解法一解法一:對(duì)物體在斜面上和水平面上的受力分析如圖對(duì)物體在斜面上和水平面上的受力分析如圖5-2-6(a)(b)所示所示,332022-1-28知物體下滑階段

20、知物體下滑階段:FN1=mgcos37.故故Ff1=mgcos37.由動(dòng)能定理得由動(dòng)能定理得:mgx1sin37-mgx1cos37= mv2-0在水平面上運(yùn)動(dòng)過程中在水平面上運(yùn)動(dòng)過程中Ff2=FN2=mg.由動(dòng)能定理得由動(dòng)能定理得:-mgx2=0- mv2由兩式可得由兩式可得x2=3.5 m.1212342022-1-28解法二解法二:物體受力分析同上物體受力分析同上,物體在斜面上受到的摩擦力物體在斜面上受到的摩擦力Ff1=mgcos37.在水平面上受到的摩擦力在水平面上受到的摩擦力Ff2=mg.對(duì)全過程應(yīng)用動(dòng)能定理有對(duì)全過程應(yīng)用動(dòng)能定理有mgx1sin37-Ff1x1-Ff2x2=0.代入

21、數(shù)據(jù)解得代入數(shù)據(jù)解得x2=3.5 m.答案答案:3.5 m352022-1-28方法總結(jié)方法總結(jié):研究全過程比分階段研究研究全過程比分階段研究,解題過程要簡便得多解題過程要簡便得多,但但應(yīng)注意各階段中受力及力做功的變化情況應(yīng)注意各階段中受力及力做功的變化情況.362022-1-28創(chuàng)新預(yù)測(cè)創(chuàng)新預(yù)測(cè)2 如圖如圖5-2-7所示所示,AB是傾角為是傾角為的粗糙直軌道的粗糙直軌道,BCD是光滑的圓弧軌道是光滑的圓弧軌道,AB恰好在恰好在B點(diǎn)與圓弧相切點(diǎn)與圓弧相切,圓弧的半徑圓弧的半徑為為R,一個(gè)質(zhì)量為一個(gè)質(zhì)量為m的物體的物體(可以看作質(zhì)點(diǎn)可以看作質(zhì)點(diǎn))從直軌道上的從直軌道上的P點(diǎn)由靜止釋放點(diǎn)由靜止釋放

22、,結(jié)果它能在兩軌道間做往返運(yùn)動(dòng)結(jié)果它能在兩軌道間做往返運(yùn)動(dòng),已知已知P點(diǎn)點(diǎn)與圓弧的圓心與圓弧的圓心O等高等高,物體與軌道物體與軌道AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)為間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.求求: 372022-1-28(1)物體做往返運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中在物體做往返運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中在AB軌道上通過的總路程軌道上通過的總路程;(2)最終當(dāng)物體通過圓弧軌道最低點(diǎn)最終當(dāng)物體通過圓弧軌道最低點(diǎn)E時(shí)時(shí),對(duì)圓弧軌道的壓力對(duì)圓弧軌道的壓力;(3)為使物體能順利到達(dá)圓弧軌道的最高點(diǎn)為使物體能順利到達(dá)圓弧軌道的最高點(diǎn)D,釋放點(diǎn)距釋放點(diǎn)距B點(diǎn)的點(diǎn)的距離距離L應(yīng)滿足什么條件應(yīng)滿足什么條件?R(32)cosmg322()cosLRsinco

23、s 382022-1-28解析解析:(1)因?yàn)槟Σ亮κ冀K對(duì)物體做負(fù)功因?yàn)槟Σ亮κ冀K對(duì)物體做負(fù)功,所以物體最終在圓心所以物體最終在圓心角為角為2的圓弧上往復(fù)運(yùn)動(dòng)的圓弧上往復(fù)運(yùn)動(dòng).對(duì)整體過程由動(dòng)能定理得對(duì)整體過程由動(dòng)能定理得mgRcos-mgcoss=0,所以所以 .Rs392022-1-28402022-1-28題型三題型三ti xing san動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用 【例例3】(2008高考山東卷高考山東卷)某興趣小組設(shè)計(jì)了如圖某興趣小組設(shè)計(jì)了如圖5-2-8所示所示的玩具軌道的玩具軌道,其中其中“2008”四個(gè)等高數(shù)字用內(nèi)壁光滑的薄壁四個(gè)等高數(shù)字用內(nèi)壁光滑的薄壁細(xì)圓管彎成細(xì)圓管彎

24、成,固定在豎直平面內(nèi)固定在豎直平面內(nèi)(所有數(shù)字均由圓或半圓組所有數(shù)字均由圓或半圓組成成,圓半徑比細(xì)管的內(nèi)徑大得多圓半徑比細(xì)管的內(nèi)徑大得多),底端與水平地面相切底端與水平地面相切.彈射彈射裝置將一個(gè)小物體裝置將一個(gè)小物體(可視為質(zhì)點(diǎn)可視為質(zhì)點(diǎn))以以va=5 m/s的水平初速度的水平初速度由由a點(diǎn)彈出點(diǎn)彈出,從從b點(diǎn)進(jìn)入軌道點(diǎn)進(jìn)入軌道,依次經(jīng)過依次經(jīng)過“8002”后從后從p點(diǎn)水平點(diǎn)水平拋出拋出.小物體與地面小物體與地面ab段間的動(dòng)摩擦因數(shù)段間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.3,不計(jì)其他不計(jì)其他機(jī)械能損失機(jī)械能損失.已知已知ab段長段長L=1.5 m,數(shù)字?jǐn)?shù)字“0”的半徑的半徑R=0.2 m,小物體質(zhì)量小物體質(zhì)量

25、m=0.01 kg,取取g=10 m/s2.求求:412022-1-28422022-1-28 (1)小物體從小物體從p點(diǎn)拋出后的水平射程點(diǎn)拋出后的水平射程.(2)小物體經(jīng)過數(shù)字小物體經(jīng)過數(shù)字“0”的最高點(diǎn)時(shí)管道對(duì)小物體作用力的大的最高點(diǎn)時(shí)管道對(duì)小物體作用力的大小和方向小和方向.答案答案:(1)0.8 m (2)0.3 N 方向豎直向下方向豎直向下432022-1-28解析解析:(1)設(shè)小物體運(yùn)動(dòng)到設(shè)小物體運(yùn)動(dòng)到p點(diǎn)時(shí)的速度大小為點(diǎn)時(shí)的速度大小為v,對(duì)小物體由對(duì)小物體由a運(yùn)運(yùn)動(dòng)到動(dòng)到p過程應(yīng)用動(dòng)能定理得過程應(yīng)用動(dòng)能定理得 小物體自小物體自p點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,

26、水平射程為水平射程為s,則則 s=vt聯(lián)立式聯(lián)立式,代入數(shù)據(jù)解得代入數(shù)據(jù)解得s=0.8 m.2211222vamgLRmgmmv2122tRg442022-1-28 (2)設(shè)在數(shù)字設(shè)在數(shù)字“0”的最高點(diǎn)時(shí)管道對(duì)小物體的作用力大小為的最高點(diǎn)時(shí)管道對(duì)小物體的作用力大小為F,取豎直向下為正方向取豎直向下為正方向,則則 聯(lián)立式聯(lián)立式,代入數(shù)據(jù)解得代入數(shù)據(jù)解得F=0.3 N,方向豎直向下方向豎直向下.2mvFmgR452022-1-28方法總結(jié)方法總結(jié):本題綜合考查動(dòng)能定理本題綜合考查動(dòng)能定理 圓周運(yùn)動(dòng)等知識(shí)圓周運(yùn)動(dòng)等知識(shí),對(duì)這類對(duì)這類問題的處理問題的處理,一方面要注意過程的選取一方面要注意過程的選取,

27、另一方面還要結(jié)合另一方面還要結(jié)合具體的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)分析一些特殊位置的受力情況和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)具體的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)分析一些特殊位置的受力情況和運(yùn)動(dòng)狀態(tài),如在本題中的特殊點(diǎn)即為圓形軌道的最高點(diǎn)如在本題中的特殊點(diǎn)即為圓形軌道的最高點(diǎn).462022-1-28創(chuàng)新預(yù)測(cè)創(chuàng)新預(yù)測(cè)3如圖所示如圖所示,一固定在豎直平面內(nèi)的光滑的半圓形軌一固定在豎直平面內(nèi)的光滑的半圓形軌道道ABC,其半徑其半徑R=0.5 m,軌道在軌道在C處與水平地面相切處與水平地面相切.在在C處放處放一小物塊一小物塊,給它一水平向左的初速度給它一水平向左的初速度v0=5 m/s,結(jié)果它沿結(jié)果它沿CBA運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng),通過通過A點(diǎn)點(diǎn),最后落在水平面上的最后落在水平面

28、上的D點(diǎn)點(diǎn),求求C D間的距離間的距離x(取重力加速度取重力加速度g=10 m/s2).答案答案:1 m472022-1-28解析解析:設(shè)小物塊的質(zhì)量為設(shè)小物塊的質(zhì)量為m,過過A處時(shí)的速度為處時(shí)的速度為v,由由A到到D經(jīng)歷的經(jīng)歷的時(shí)間為時(shí)間為t,根據(jù)動(dòng)能定理得根據(jù)動(dòng)能定理得: 由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得: x=vt由式并代入數(shù)據(jù)得由式并代入數(shù)據(jù)得x=1 m.22011222vmmvmgR 2122tRg482022-1-28高高 效效 作作 業(yè)業(yè)492022-1-28一一 選擇題選擇題1.關(guān)于物體的動(dòng)能關(guān)于物體的動(dòng)能,下列說法中正確的是下列說法中正確的是( )A.物體速度變化物體速度變化

29、,其動(dòng)能一定變化其動(dòng)能一定變化B.物體所受的合外力不為零物體所受的合外力不為零,其動(dòng)能一定變化其動(dòng)能一定變化C.物體的動(dòng)能變化物體的動(dòng)能變化,其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定發(fā)生改變其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定發(fā)生改變D.物體的速度變化越大物體的速度變化越大,其動(dòng)能一定也變化越大其動(dòng)能一定也變化越大答案答案:C502022-1-28解析解析:A選項(xiàng)中若速度的方向變化而大小不變選項(xiàng)中若速度的方向變化而大小不變,則其動(dòng)能不變則其動(dòng)能不變化化,故故A錯(cuò)錯(cuò).B選項(xiàng)中物體受合外力不為零選項(xiàng)中物體受合外力不為零,只要速度大小不只要速度大小不變變,其動(dòng)能就不變化其動(dòng)能就不變化,如勻速圓周運(yùn)動(dòng)中如勻速圓周運(yùn)動(dòng)中,物體合外力不為零物體合外力不

30、為零,但速度大小始終不變但速度大小始終不變,動(dòng)能不變動(dòng)能不變,故故B錯(cuò)錯(cuò),C選項(xiàng)中選項(xiàng)中,物體動(dòng)能物體動(dòng)能變化變化,其速度一定發(fā)生變化其速度一定發(fā)生變化,故運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變故運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變,C選項(xiàng)正確選項(xiàng)正確.D選項(xiàng)中選項(xiàng)中,物體速度變化若僅由方向變化引起時(shí)物體速度變化若僅由方向變化引起時(shí),其動(dòng)能不變其動(dòng)能不變,如勻速圓周運(yùn)動(dòng)中如勻速圓周運(yùn)動(dòng)中,速度變化速度變化,但動(dòng)能始終不變但動(dòng)能始終不變,故故D錯(cuò)錯(cuò).512022-1-282.一個(gè)小物塊沖上一固定的粗糙斜面一個(gè)小物塊沖上一固定的粗糙斜面,經(jīng)過斜面上經(jīng)過斜面上A B兩點(diǎn)兩點(diǎn),到達(dá)斜面上最高點(diǎn)后返回時(shí)到達(dá)斜面上最高點(diǎn)后返回時(shí),又通過了又通過了B A兩

31、點(diǎn)兩點(diǎn),如圖如圖5-2-10所示所示,關(guān)于物塊上滑時(shí)由關(guān)于物塊上滑時(shí)由A到到B的過程和下滑時(shí)由的過程和下滑時(shí)由B到到A的的過程過程,動(dòng)能的變化量的絕對(duì)值動(dòng)能的變化量的絕對(duì)值E上上和和E下下以及所用時(shí)間以及所用時(shí)間t上上和和t下下相比較相比較,有有( )522022-1-28A.E上上E下下,t上上E下下, t上上t下下C.E上上t下下D.E上上E下下, t上上E下下.整個(gè)斜面是粗糙的整個(gè)斜面是粗糙的,所以在所以在AB段段,.vvtt下下上上542022-1-283.人用手托著質(zhì)量為人用手托著質(zhì)量為m的物體的物體,從靜止開始沿水平方向運(yùn)動(dòng)從靜止開始沿水平方向運(yùn)動(dòng),前前進(jìn)距離進(jìn)距離x后后,速度為速

32、度為v(物體與手始終相對(duì)靜止物體與手始終相對(duì)靜止),物體與人手掌物體與人手掌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,則人對(duì)物體做的功為則人對(duì)物體做的功為( )A.mgx B.0 C.mgx D.212mv答案答案:D552022-1-28解析解析:物體與手掌之間的摩擦力是靜摩擦力物體與手掌之間的摩擦力是靜摩擦力,靜摩擦力在零與靜摩擦力在零與最大值最大值mg之間取值之間取值,不一定等于不一定等于mg.在題述過程中在題述過程中,只只有靜摩擦力對(duì)物體做功有靜摩擦力對(duì)物體做功,故根據(jù)動(dòng)能定理故根據(jù)動(dòng)能定理,摩擦力對(duì)物體做摩擦力對(duì)物體做的功的功 .212Wmv562022-1-284.2008年北京奧運(yùn)會(huì)

33、上年北京奧運(yùn)會(huì)上,跳水運(yùn)動(dòng)員從跳水運(yùn)動(dòng)員從10 m高處的跳臺(tái)跳下高處的跳臺(tái)跳下,設(shè)水的平均阻力約為運(yùn)動(dòng)員體重的設(shè)水的平均阻力約為運(yùn)動(dòng)員體重的3倍倍,在粗略估算中在粗略估算中,把運(yùn)把運(yùn)動(dòng)員當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)處理動(dòng)員當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)處理,為了保證運(yùn)動(dòng)員的人身安全為了保證運(yùn)動(dòng)員的人身安全,池水深度池水深度至少為至少為( )572022-1-28A.5 m B.3 m C.7 m D.1 m答案答案:A582022-1-28解析解析:對(duì)運(yùn)動(dòng)員跳水的全過程研究對(duì)運(yùn)動(dòng)員跳水的全過程研究,據(jù)動(dòng)能定理有據(jù)動(dòng)能定理有:mg(H+h)-Ffh=Ek=0.其中其中m為運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量為運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量,h為運(yùn)動(dòng)員入水的深度為運(yùn)動(dòng)員入水的深度.又

34、又H=10 m,Ff=3mg,所以所以 .為保證人身安全為保證人身安全,池水深度池水深度Hh,即即H5 m,故水深至少為故水深至少為5 m,A選項(xiàng)正確選項(xiàng)正確.52Hhm592022-1-285.如圖所示如圖所示,電梯質(zhì)量為電梯質(zhì)量為M,地板上放置一質(zhì)量為地板上放置一質(zhì)量為m的物體的物體.鋼鋼索拉電梯由靜止開始向上加速運(yùn)動(dòng)索拉電梯由靜止開始向上加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)上升高度為當(dāng)上升高度為H時(shí)時(shí),速速度達(dá)到度達(dá)到v,則則( )602022-1-28A.地板對(duì)物體的支持力做的功等于地板對(duì)物體的支持力做的功等于B.地板對(duì)物體的支持力做的功等于地板對(duì)物體的支持力做的功等于mgHC.鋼索的拉力做的功等于鋼索的拉力

35、做的功等于 Mv2+MghD.合力對(duì)電梯合力對(duì)電梯M做的功等于做的功等于 Mv2212mv1212答案答案:D612022-1-28解析解析:對(duì)物體對(duì)物體m用動(dòng)能定理用動(dòng)能定理:WFN-mgH= mv2,故故WFN=mgH+ mv2,A B均錯(cuò)均錯(cuò);鋼索拉力做的功鋼索拉力做的功WF拉拉=(M+m)gH+ (M+m)v2,故故C錯(cuò)誤錯(cuò)誤;由動(dòng)能定理知由動(dòng)能定理知,合力對(duì)電梯合力對(duì)電梯M做的功應(yīng)等于電梯動(dòng)能的變化做的功應(yīng)等于電梯動(dòng)能的變化 Mv2,故故D正確正確.622022-1-286.木塊在水平恒力木塊在水平恒力F作用下作用下,由靜止開始在水平路面上前進(jìn)由靜止開始在水平路面上前進(jìn)x,隨隨即撤掉

36、此恒力即撤掉此恒力,接著又前進(jìn)了接著又前進(jìn)了2x才停下來才停下來.設(shè)運(yùn)動(dòng)全過程設(shè)運(yùn)動(dòng)全過程中路面情況相同中路面情況相同,則木塊在運(yùn)動(dòng)中所獲得動(dòng)能的最大值為則木塊在運(yùn)動(dòng)中所獲得動(dòng)能的最大值為( )A. B.B. C.Fx D.2Fx3Fx23Fx632022-1-28答案答案:D解析解析:對(duì)力對(duì)力F作用的過程作用的過程,由動(dòng)能定理得由動(dòng)能定理得Fx-Ffx=Ekmax-0,對(duì)全過程對(duì)全過程有有Fx-Ff3x=0,聯(lián)立解得聯(lián)立解得: ,故故D選項(xiàng)正確選項(xiàng)正確.23maxEkFx642022-1-287.如圖如圖5-2-13所示所示,板長為板長為L,板的板的B端靜放著質(zhì)量為端靜放著質(zhì)量為m的小物的小

37、物體體P,物體與板的動(dòng)摩擦因數(shù)為物體與板的動(dòng)摩擦因數(shù)為,開始板水平開始板水平.若緩慢將板轉(zhuǎn)若緩慢將板轉(zhuǎn)過一個(gè)小角度過一個(gè)小角度的過程中的過程中,物體與板保持相對(duì)靜止物體與板保持相對(duì)靜止,則在此過則在此過程中程中( )652022-1-28A.摩擦力對(duì)摩擦力對(duì)P做功做功mgcos(1-cos)B.摩擦力對(duì)摩擦力對(duì)P做功做功mgsin(1-cos)C.摩擦力對(duì)摩擦力對(duì)P不做功不做功D.板對(duì)板對(duì)P做功做功mgLsin答案答案:CD662022-1-28解析解析:摩擦力始終與運(yùn)動(dòng)方向垂直摩擦力始終與運(yùn)動(dòng)方向垂直,不做功不做功,板對(duì)板對(duì)P的作用力與的作用力與重力重力 摩擦力平衡摩擦力平衡,由動(dòng)能定理得由

38、動(dòng)能定理得WP-WG=0,WP=mgLsin.672022-1-288.(2009全國卷全國卷)以初速度以初速度v0豎直向上拋出一質(zhì)量為豎直向上拋出一質(zhì)量為m的小物的小物塊塊.假定物塊所受空氣阻力假定物塊所受空氣阻力Ff大小不變大小不變.已知重力加速度為已知重力加速度為g,則物塊上升的最大高度和返回到原拋出點(diǎn)的速率分別為則物塊上升的最大高度和返回到原拋出點(diǎn)的速率分別為( )A.B.2002 (1)fffmgFvvFmgFgmg和2002 (1)ffvmgvFmgFgmg和682022-1-28C. D.20022 (1)fffmgFvvFmgFgmg和20022 (1)ffvmgvFmgFgm

39、g和答案答案:A692022-1-28解析解析:本題考查動(dòng)能定理本題考查動(dòng)能定理.上升的過程中上升的過程中,重力做負(fù)功重力做負(fù)功,阻力阻力Ff做做負(fù)功負(fù)功,由動(dòng)能定理得由動(dòng)能定理得-(mgh+Ffh)=-.求返回拋出點(diǎn)的速度求返回拋出點(diǎn)的速度,對(duì)全程使用動(dòng)能定理對(duì)全程使用動(dòng)能定理,重力做功為零重力做功為零,只只有阻力做功有阻力做功,有有-2Ffh ,解得解得v=v0 ,A正確正確.22001,22 (1)fvmvhFgmg2011222mvmvffmgFmgF702022-1-289.(2009上海卷上海卷)小球由地面豎直上拋小球由地面豎直上拋,上升的最大高度為上升的最大高度為H,設(shè)設(shè)所受阻力

40、大小恒定所受阻力大小恒定,地面為零勢(shì)能面地面為零勢(shì)能面.在上升至離地高度在上升至離地高度h處處,小球的動(dòng)能是勢(shì)能的兩倍小球的動(dòng)能是勢(shì)能的兩倍,在下落至離地高度在下落至離地高度h處處,小球的勢(shì)小球的勢(shì)能是動(dòng)能的兩倍能是動(dòng)能的兩倍,則則h等于等于( )A.H/9 B.2H/9C.3H/9D.4H/9答案答案:D712022-1-28解析解析:小球上升至最高點(diǎn)過程小球上升至最高點(diǎn)過程:小球上升至離地高度小球上升至離地高度h處的過程處的過程: ;2010;2mgHFfHmv222101111,2222mghFfhmvmvmvmgh又722022-1-28小球上升至最高點(diǎn)后又下降至離地高度小球上升至最高

41、點(diǎn)后又下降至離地高度h處過程處過程:以上各式聯(lián)立解得以上各式聯(lián)立解得 ,選項(xiàng)選項(xiàng)D正確正確.22202211(2),2212;2fmghFHhmvmvmvmgh又49hH732022-1-2810.如圖如圖5-2-14所示所示,ABCD是一個(gè)盆式容器是一個(gè)盆式容器,盆內(nèi)側(cè)壁與盆底盆內(nèi)側(cè)壁與盆底BC的連接處都是一段與的連接處都是一段與BC相切的圓弧相切的圓弧,BC為水平為水平,其距離其距離d=0.50 m,盆邊緣的高度為盆邊緣的高度為h=0.30 m.在在A處放一個(gè)質(zhì)量為處放一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊并讓其從靜止出發(fā)下滑的小物塊并讓其從靜止出發(fā)下滑.已知盆內(nèi)側(cè)壁是光滑的已知盆內(nèi)側(cè)壁是光滑的,而盆底而盆

42、底BC面與小物塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)為面與小物塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.10.小物塊在小物塊在盆內(nèi)來回滑動(dòng)盆內(nèi)來回滑動(dòng),最后停下來最后停下來,則停的地點(diǎn)到則停的地點(diǎn)到B的距離為的距離為( )742022-1-28A.0.50 m B.0.25 mC.0.10 mD.0答案答案:D752022-1-28解析解析:分析小物塊的運(yùn)動(dòng)過程分析小物塊的運(yùn)動(dòng)過程,可知由于克服摩擦力做功可知由于克服摩擦力做功,物塊物塊的機(jī)械能不斷減少的機(jī)械能不斷減少.根據(jù)動(dòng)能定理可得根據(jù)動(dòng)能定理可得mgh-mgx=0,物塊在物塊在BC之間滑行的總路程之間滑行的總路程.小物塊正好停在小物塊正好停在B點(diǎn)點(diǎn),所以選項(xiàng)所以選項(xiàng)D正確正確.

43、0.3030.10mghhxmmmg762022-1-2811.連接連接A B兩點(diǎn)的弧形軌道兩點(diǎn)的弧形軌道ACB和和ADB形狀相同形狀相同,材料相同材料相同,如圖如圖5-2-15所示所示.一個(gè)小物體由一個(gè)小物體由A以一定的速度以一定的速度v開始沿開始沿ACB軌道到達(dá)軌道到達(dá)B的速度為的速度為v1;若由若由A以相同初速度以相同初速度v沿沿ADB軌道到軌道到達(dá)達(dá)B的速度為的速度為v2.比較比較v1和和v2的大小的大小,有有( )772022-1-28A.v1v2 B.v1=v2C.v1v2D.條件不足條件不足,無法判定無法判定答案答案:A782022-1-28解析解析:由題意可知由題意可知,弧形材

44、料弧形材料ACB和和ADB的長度相等的長度相等,物塊在上下物塊在上下面滑動(dòng)時(shí)動(dòng)摩擦因數(shù)相同面滑動(dòng)時(shí)動(dòng)摩擦因數(shù)相同,物塊在上面運(yùn)動(dòng)可認(rèn)為做圓周物塊在上面運(yùn)動(dòng)可認(rèn)為做圓周運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng),由于物塊在由于物塊在ADB上運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)曲面的正壓力大于在上運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)曲面的正壓力大于在ACB上對(duì)曲面的正壓力上對(duì)曲面的正壓力(考慮圓周運(yùn)動(dòng)向心力考慮圓周運(yùn)動(dòng)向心力),故在故在ADB上克服上克服摩擦力做的功大于在摩擦力做的功大于在ACB上克服摩擦力做的功上克服摩擦力做的功,再由動(dòng)能定再由動(dòng)能定理即可得出選項(xiàng)理即可得出選項(xiàng)A正確正確.792022-1-2812.(2009南通模擬南通模擬)如圖如圖5-2-16(a)所示所示,靜置于光滑水平面上坐靜置于光滑水平面上坐標(biāo)原點(diǎn)處的小物塊標(biāo)原點(diǎn)處的小物塊,在水平拉力在水平拉力