全國通用版2018高考物理大一輪復(fù)習(xí)第五章機械能第2課時動能動能定理課件

第2課時動能動能定理回扣教材考點掃描真題在線回扣教材·梳理知識

夯基礎(chǔ)知識整合一、動能1.定義:物體由于

而具有的能.2.公式:Ek=

.3.物理意義:動能是狀態(tài)量,是

(選填“矢量”或“標(biāo)量”),只有正值,動能與速度方向

.4.單位:

,1J=1N·m=1kg·m2/s2.運動標(biāo)量無關(guān)焦耳末動能初動能4.適用條件如圖所示,物塊沿粗糙斜面下滑至水平面;小球由內(nèi)壁粗糙的圓弧軌道底端運動至頂端(軌道半徑為R).對物塊有WG+WFf1+WFf2=

;對小球有W總-2mgR+WFf=

.(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

.曲線運動變力做功不同時作用問題思考1.物體的質(zhì)量為m,在與運動方向相同的恒力F的作用下勻加速運動,速度由v1增加到v2,如圖所示.這個過程中力F做的功為W.則必修2P72圖7.7-1(1)這個過程中物體的加速度a為多大?物體的位移l為多大?(2)這個過程中力F做的功W與m,v1及v2的關(guān)系式是怎樣的?2.質(zhì)量為2g的子彈,以300m/s的速度射入厚度是5cm的木板,射穿后的速度是100m/s,如圖所示,則必修2P74圖7.7-4(1)子彈射穿木板的過程中動能的變化量為多大?(2)子彈受到木板阻礙作用的位移為多大?子彈射穿木板的過程中受到的平均阻力是多大?答案:(1)-80J(2)0.05m1600N典例突破?核心點撥?

(1)由靜止釋放到最低點的過程中摩擦力做功為-W.(2)在最低點時,支持力和重力的合力提供向心力.【例1】(2016·全國Ⅲ卷,20)(多選)如圖,一固定容器的內(nèi)壁是半徑為R的半球面,在半球面水平直徑的一端有一質(zhì)量為m的質(zhì)點P.它在容器內(nèi)壁由靜止下滑到最低點的過程中,克服摩擦力做的功為W.重力加速度大小為g.設(shè)質(zhì)點P在最低點時,向心加速度的大小為a,容器對它的支持力大小為N,則()誤區(qū)警示動能定理應(yīng)用注意點(1)應(yīng)用動能定理解題應(yīng)抓好“兩狀態(tài),一過程”“兩狀態(tài)”即研究對象的始、末狀態(tài)的速度或動能情況,“一過程”即明確研究過程,確定這一過程研究對象的受力情況和位置變化或位移信息.(2)應(yīng)用動能定理解題的思路2.導(dǎo)學(xué)號00622324[應(yīng)用動能定理分析摩擦力做功]如圖所示,一物體以6m/s的初速度從A點沿AB圓弧下滑到B點,速率仍為6m/s,若物體以5m/s的初速度從A點沿同一路線滑到B點,則到B點時的速率是()A.大于5m/s B.等于5m/sC.小于5m/s D.不能確定A解析:下滑過程中,只有重力和摩擦力做功,重力做正功,摩擦力做負(fù)功,當(dāng)以6m/s的初速度下滑時,根據(jù)動能定理可得WG-WFf=0,即WG=WFf,當(dāng)以6m/s的速度下滑時,由于路徑不變,所以重力做功不變,但是由于速度變小了,所需要的向心加速度也變小了,即支持力變小了,所以物體受到的滑動摩擦力變小了,而路徑不變,所以摩擦力做功減小了,即WG-WFf>0,所以物體的末速度大于初速度,故到B點的速度大于5m/s,故選項A正確.考點二動能定理與圖像結(jié)合問題要點透析四類圖像所圍“面積”的含義(1)v-t圖: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.(2)a-t圖: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.(3)F-l圖:由公式W=Fl可知,F-l圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示力所做的功.(4)P-t圖: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.典例突破【例2】如圖(甲)所示,長為4m的水平軌道AB與半徑為R=0.6m的豎直半圓弧軌道BC在B處相連接,有一質(zhì)量為1kg的滑塊(大小不計)從A處由靜止開始受水平向右的力F作用,F的大小隨位移變化的關(guān)系如圖(乙)所示,滑塊與AB間的動摩擦因數(shù)μ=0.25,與BC間的動摩擦因數(shù)未知,g取10m/s2,求:(1)滑塊到達(dá)B處時的速度大小;(2)滑塊在水平軌道AB上運動前2m過程所用的時間;(3)若到達(dá)B點時撤去力F,滑塊沿半圓弧軌道內(nèi)側(cè)上滑,并恰好到達(dá)最高點C,則滑塊在半圓弧軌道上克服摩擦力所做的功是多少??核心點撥?

(1)拉力在0～2m內(nèi)做正功,2～3m內(nèi)不做功,3～4m內(nèi)做負(fù)功.(2)滑塊恰好到C點,意味著重力提供向心力.解析:由(乙)圖圖像斜率可知,a做加速運動時的加速度比b做加速時的加速度大,故選項A正確;物體在水平面上的運動是勻減速運動,a從t1時刻開始,b從t2時刻開始,由圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移可知,a在水平面上做勻減速運動的位移比b在水平面上做勻減速運動的位移大,故選項B錯誤;物體在斜面上運動的加速度a=gsinθ-μgcosθ,因為a的加速度大于b的加速度,所以a與斜面間的動摩擦因數(shù)比b的小,故選項C正確;對物體運動過程運用動能定理得mgh-WFf=0-0,所以WFf=mgh,a,b兩個物體質(zhì)量相等,所以在整個運動過程中克服摩擦力做的功一樣多,兩物體與水平面間的動摩擦因數(shù)相同,故選項D錯誤.2.導(dǎo)學(xué)號00622325[動能定理與v-t圖像結(jié)合的計算]總質(zhì)量為80kg的跳傘運動員從離地500m的直升機上跳下,經(jīng)過2s后拉開繩索開啟降落傘,如圖是跳傘過程中的v-t圖像,試根據(jù)圖像求:(g取10m/s2)(2)估算14s內(nèi)運動員下落的高度及克服阻力所做的功;答案:(2)156m1.23×105J(3)估算運動員從飛機上跳下到著地的總時間.答案:(3)71.3s典例突破【例3】如圖所示,斜面傾角為θ,質(zhì)量為m的滑塊在距擋板P的距離為x0的A點以初速度v0沿斜面上滑,滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ,滑塊所受摩擦力小于滑塊沿斜面的“下滑力”,若滑塊每次與擋板相碰,碰后以原速率返回,無動能損失,求滑塊停止運動前在斜面上經(jīng)過的路程.【審題圖示】題干關(guān)鍵隱含信息以v0沿斜面上滑初動能為m滑塊所受摩擦力小于滑塊沿斜面的“下滑力”滑塊上沖減速停止后,一定再沿斜面下滑碰后原速率反彈損失的機械能都克服摩擦力做功題后反思動能定理在多過程問題中的應(yīng)用(1)將復(fù)雜的多個物理過程分割成一個一個子過程,分別對每個過程分析,得出每個過程遵循的規(guī)律.當(dāng)每個過程都可以運用動能定理時,可以選擇分段或全程應(yīng)用動能定理,題目不涉及中間量時,選擇全程應(yīng)用動能定理更簡單,方便.(2)應(yīng)用全程法解題求功時,有些力可能不是全過程都作用,必須弄清楚物體所受的力在哪段位移上做功,哪些力做功,做正功還是負(fù)功,進而正確寫出總功.1.[利用動能定理分析往復(fù)運動]如圖所示,ABCD是一個盆式容器,盆內(nèi)側(cè)壁與盆底BC的連接處都是一段與BC相切的圓弧,B,C在水平線上,其距離d=0.50m.盆邊緣的高度為h=0.30m.在A處放一個質(zhì)量為m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,而盆底BC面與小物塊間的動摩擦因數(shù)μ=0.10.小物塊在盆內(nèi)來回滑動,最后停下來,則停下的位置到B的距離為()A.0.50m B.0.25m C.0.10m D.0即時鞏固D2.導(dǎo)學(xué)號00622326[利用動能定理分析平拋運動與圓周運動的組合](2016·甘肅張掖二模)如圖一個質(zhì)量為0.6kg的小球以某一初速度從P點水平拋出,恰好從光滑圓弧ABC的A點的切線方向進入圓弧(不計空氣阻力,進入圓弧時無機械能損失).已知圓弧的半徑R=0.3m,θ=60°,小球到達(dá)A點時的速度vA=4m/s.g取10m/s2,求:(1)小球做平拋運動的初速度v0;解析:(1)由題意知小球到A點的速度vA沿曲線上A點的切線方向,對速度分解如圖所示.小球做平拋運動,由平拋運動規(guī)律得v0=vx=vAcosθ=2m/s.答案:(1)2m/s(2)P點與A點的高度差;答案:(2)0.6m(3)小球到達(dá)圓弧最高點C時對軌道的壓力.答案:(3)8N方向豎直向上真題在線·體驗高考

提素能1.(2016·全國Ⅱ卷,16)小球P和Q用不可伸長的輕繩懸掛在天花板上,P球的質(zhì)量大于Q球的質(zhì)量,懸掛P球的繩比懸掛Q球的繩短.將兩球拉起,使兩繩均被水平拉直,如圖所示.將兩球由靜止釋放.在各自軌跡的最低點()A.P球的速度一定大于Q球的速度B.P球的動能一定小于Q球的動能C.P球所受繩的拉力一定大于Q球所受繩的拉力D.P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度C2.(2015·全國Ⅰ卷,17)如圖,一半徑為R、粗糙程度處處相同的半圓形軌道豎直固定放置,直徑POQ水平.一質(zhì)量為m的質(zhì)點自P點上方高度R處由靜止開始下落,恰好從P點進入軌道.質(zhì)點滑到軌道最低點N時,對軌道的壓力為4mg,g為重力加速度的大小.用W表示質(zhì)點從P點運動到N點的過程中克服摩擦力所做的功.則()C3.(2016·天津卷,10)我國將于2022年舉辦冬奧會,跳臺滑雪是其中最具觀賞性的項目之一.如圖所示,質(zhì)量m=60kg的運動員從長直助滑道AB的A處由靜止開始以加速度a=3.6m/s2勻加速滑下,到達(dá)助滑道末端B時速度vB=24m/s,A與B的豎直高度差H=4