第六章　第2課時　動能定理及其應(yīng)用-2025年高中物理大一輪復(fù)習(xí)

第2課時動能定理及其應(yīng)用目標(biāo)要求1.理解動能、動能定理，會用動能定理解決一些基本問題。2.能利用動能定理求變力做的功。3.掌握解決動能定理與圖像結(jié)合的問題的方法?？键c一動能定理的理解和基本應(yīng)用1．動能(1)定義：物體由于運動而具有的能量叫作動能。(2)公式：Ek＝__________。(3)單位：焦耳，1J＝1N·m＝1kg·m2/s2。(4)標(biāo)矢性：動能是標(biāo)量，動能與速度方向無關(guān)。2．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(dá)式：W合＝ΔEk＝________________。(3)物理意義：__________的功是物體動能變化的量度。說明：(1)動能定理中的位移和速度必須是相對于同一個參考系的，一般以地面或相對地面靜止的物體為參考系。(2)動能是標(biāo)量，動能定理是標(biāo)量式，解題時不能分解動能。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．物體在合外力作用下做變速運動時，動能一定變化。()3．物體的動能不變，所受的合外力必定為零。()4．合力對物體做正功，物體的動能增加；合力對物體做負(fù)功，物體的動能減少。()例1(2021·河北卷·6)一半徑為R的圓柱體水平固定，橫截面如圖所示，長度為πR、不可伸長的輕細(xì)繩，一端固定在圓柱體最高點P處，另一端系一個小球，小球位于P點右側(cè)同一水平高度的Q點時，繩剛好拉直，將小球從Q點由靜止釋放，當(dāng)與圓柱體未接觸部分的細(xì)繩豎直時，小球的速度大小為(重力加速度為g，不計空氣阻力)()A.eq\r(2＋πg(shù)R) B.eq\r(2πg(shù)R)C.eq\r(21＋πg(shù)R) D．2eq\r(gR)例2(多選)(2021·全國甲卷·20)一質(zhì)量為m的物體自傾角為α的固定斜面底端沿斜面向上滑動。該物體開始滑動時的動能為Ek，向上滑動一段距離后速度減小為零，此后物體向下滑動，到達(dá)斜面底端時動能為eq\f(Ek,5)。已知sinα＝0.6，重力加速度大小為g。則()A．物體向上滑動的距離為eq\f(Ek,2mg)B．物體向下滑動時的加速度大小為eq\f(g,5)C．物體與斜面間的動摩擦因數(shù)等于0.5D．物體向上滑動所用的時間比向下滑動的時間長應(yīng)用動能定理的解題流程考點二應(yīng)用動能定理求變力的功例3(多選)(2023·廣東卷·8)人們用滑道從高處向低處運送貨物。如圖所示，可看作質(zhì)點的貨物從eq\f(1,4)圓弧滑道頂端P點靜止釋放，沿滑道運動到圓弧末端Q點時速度大小為6m/s。已知貨物質(zhì)量為20kg，滑道高度h為4m，且過Q點的切線水平，重力加速度取10m/s2。關(guān)于貨物從P點運動到Q點的過程，下列說法正確的有()A．重力做的功為360JB．克服阻力做的功為440JC．經(jīng)過Q點時向心加速度大小為9m/s2D．經(jīng)過Q點時對軌道的壓力大小為380N例4質(zhì)量為m的物體以初速度v0沿水平面向左開始運動，起始點A與一輕彈簧O端相距s，如圖所示。已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ，物體與彈簧相碰后，彈簧的最大壓縮量為x，則從開始碰撞到彈簧被壓縮至最短，物體克服彈簧彈力所做的功為(重力加速度大小為g)()A.eq\f(1,2)mv02－μmg(s＋x) B.eq\f(1,2)mv02－μmgxC．μmgs D．μmg(s＋x)在一個有變力做功的過程中，當(dāng)變力做功無法直接通過功的公式求解時，可用動能定理W變＋W恒＝eq\f(1,2)mv22－eq\f(1,2)mv12，若物體初、末速度已知，恒力做功W恒可根據(jù)功的公式求出，則W變＝eq\f(1,2)mv22－eq\f(1,2)mv12－W恒。考點三動能定理與圖像結(jié)合的問題圖像與橫軸所圍“面積”或圖像斜率的含義例5(2024·江蘇南通市檢測)A、B兩物體的質(zhì)量之比mA∶mB＝1∶4，它們以相同的初速度v0在水平面上做勻減速直線運動，直到停止，其v－t圖像如圖所示。此過程中，A、B兩物體受到的摩擦力做的功之比WA∶WB和A、B兩物體受到的摩擦力之比FA∶FB分別是()A．WA∶WB＝1∶2 B．WA∶WB＝4∶1C．FA∶FB＝1∶2 D．FA∶FB＝4∶1例6(2021·湖北卷·4)如圖(a)所示，一物塊以一定初速度沿傾角為30°的固定斜面上滑，運動過程中摩擦力大小f恒定，物塊動能Ek與運動路程s的關(guān)系如圖(b)所示。重力加速度大小取10