2019年高考物理一轮复习第5章机械能及其守恒定律第2节动能定理学案新人教版.doc

1、【 精品教育资源文库 】 第二节 动能定理 (对应学生用书第 81 页 ) 教材知识速填 知识点 1 动能 1定义：物体由于 运动 而具有的能 2公式： Ek 12mv2， v 为瞬时速度，动能是状态量 3单位： 焦耳 ， 1 J 1 Nm 1 kgm 2/s2. 4矢标性：动能是 标量 ，只有正值 5动能的变化量： Ek Ek2 Ek1 12mv22 12mv21. 易错判断 (1)一定质量的物体动能变化时，速度一定变化， 但速度变化时，动能不一定变化 () (2)动能不变的物体，一定处于平衡状态 () (3)做自由落体运动的物体，动能与下落距离的平方成正比 () 知识点 2 动能定理 1

2、内容：合外力对物体所做的功等于物体 动能 的变化 2表达式： W Ek 12mv22 12mv21. 3物理意义： 合外力 的功是动能变化的量度 4适用条件 (1)动能定理既适用于直线运动，也适用于 曲线运动 (2)既适用于恒力做功，也适用于 变 力做功 (3)力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以 不同时作用 易错判断 (1)物体的合外力对物体做的功为零，动能一定不变 () (2)物体在合外力作用下做变速运动，动能一定变化 () (3)物体的动能不变，所受的合外力必定为零 () 教材习题回访 【 精品教育资源文库 】 考查点：对动能的理解 1 (人教版必修 2P74T1 改编 )改变

3、汽车的质量和速度，都可能使汽车的动能发生改变在下列几种情形下，汽车的动能不变的是 ( ) A质量不变，速度增大到原来的 2 倍 B速度不变，质量增大到原来的 2 倍 C质量减半，速度 增大到原来的 4 倍 D速度减半，质量增大到原来的 4 倍 答案 D 考查点：动能定理的理解 2 (粤教版必修 2P77T2)(多选 )一个物体在水平方向的两个恒力作用下沿水平方向做匀速直线运动，若撤去其中的一个力，则 ( ) A物体的动能可能减少 B物体的动能可能不变 C物体的动能可能增加 D余下的力一定对物体做功 答案 ACD 考查点：动能定理的应用 3 (沪科版必修 2P55T2)一质量为 m 的物体静止在

4、粗糙的水平面上，当此物体受水平力 F 作用运动了距离 s 时，其动能为 E1，而当此物体受水平力 2F 作用运 动了相同的距离时，其动能为 E2，则 ( ) A E2 E1 B E2 2E1 C E22E1 D E1Ek2， C 正确， D 错误 动能定理的应用 1应用动能定理解题应抓好 “ 两状态，一过程 ” “ 两状态 ” 即明确研究对象的始、末状态的速度或动能情况， “ 一过程 ” 即明确研究过程，确定这一过程研究对象的受力情况和位置变化或位移信息 2应用动能定理解题的基本思路 多维探究 【 精品教育资源文库 】 考向 1 用动能定理分析求解变力做功问题 1如图 524 所示，光滑斜面

5、的顶 端固定一弹簧，一小球向右滑行，并冲上固定在地面上的斜面设小球在斜面最低点 A 的速度为 v，压缩弹簧至 C 点时弹簧最短， C 点距地面高度为 h，则小球从 A 到 C 的过程中弹簧弹力做功是 ( ) 图 524 A mgh 12mv2 B.12mv2 mgh C mgh D (mgh 12mv2) 题眼点拨 “ C 点时弹簧最短，距地面高度为 h” 可知此时小球的速度为零，弹力是小球所受外力要用动能定理求解 A 小球从 A 点运动到 C 点的过程中， 重力和弹簧的弹力对小球做负功，由于支持力与位移始终垂直，则支持力对小球不做功，由动能定理，可得 WG WF 0 12mv2，重力做功为

6、WG mgh，则弹簧的弹力对小球做功为 WF mgh 12mv2，所以正确选项为 A. 2. 如图 525 所示，一辆汽车通过一根绳 PQ 跨过定滑轮提升井中质量为 m 的物体，绳的 P端拴在车后的挂钩上， Q 端拴在物体上设绳的总长不变，绳的质量、定滑轮的质量和尺寸、绳与滑轮间的摩擦都忽略不计开始时，车在 A 处，滑轮左右两侧的绳都绷紧并且是竖直的， 左侧绳长为 H.提升时车水平向左加速运动，沿水平方向从 A 经过 B 驶向 C，设 A 到 B 的距离也为 H，车经过 B 时的速度为 v0，求车由 A 运动到 B 的过程中，绳对物体所做的功 . 【导学号： 84370212】 图 525 题

7、眼点拨 “ 绳总长不变 ” 想到用几何关系求解物体上升的高度； “ 过 B 时速度为 v0” 要用分解的方法求出物体上升的速度 【 精品教育资源文库 】 解析 物体上升的过程中，物体的重力和绳的拉力均做功设车运动至 B 时，物体的速度为 v，绳的拉力对物体做的功为 W 由几何关系得物体上升的高度为 h ( 2 1)H 所 以物体的重力做的功为 WG mgh (1 2)mgH 对物体应用动能定理有 W WG 12mv2 又物体的速度 v v0cos 45 22 v0 由以上各式解得 W 14mv20 ( 2 1)mgH. 答案 14mv20 ( 2 1)mgH (2018 长春模拟 )如图所示

8、，竖直平面内放一直角杆 MON， OM 水平， ON 竖直 且光滑，用不可伸长的轻绳相连的两小球 A 和 B 分别套在 OM 和 ON 杆上， B 球的质量为 2 kg，在作用于 A 球的水平力 F 的作用下， A、 B 均处于静止状态，此时 OA 0.3 m， OB0.4 m，改变水平力 F 的大小，使 A 球向右加速运动，已知 A 球向右运动 0.1 m 时速度大小为 3 m/s，则在此过程中绳的拉力对 B 球所做的功为 (g 取 10 m/s2)( ) A 11 J B 16 J C 18 J D 9 J C A 球向右运动 0.1 m 时， vA 3 m/s， OA 0.4 m， OB

9、 0.3 m，设此时 B A O ，则有 tan 34.vAcos vBsin ，解得： vB 4 m/s.此过程中 B 球上升高度 h 0.1 m，由动能定理， W mgh 12mv2B，解得绳的拉力对 B 球所做的功为 W mgh 12mv2B 2100.1 J 1224 2 J 18 J，选项 C 正确 考向 2 利用动能定理求解多过程问题 3. 如图 526 所示， ABCD 是一个盆式容器，盆 内侧壁与盆底 BC 的连接处都是一段与 BC 相切的圆弧， BC 是水平的，其距离 d 0.50 m盆边缘的高度为 h 0.30 m在 A 处放一个质量为 m 的小物块并让其从静止开始下滑已知

10、盆内侧壁是光滑的，而盆底 BC 面与小【 精品教育资源文库 】 物块间的动摩擦因数为 0.10.小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停止的地点到 B 的距离为 ( ) 图 526 A 0.50 m B 0.25 m C 0.10 m D 0 D 设小物块在 BC 段通过的总路程为 s，由于只有水平面上存在摩擦力，则小物块从 A 点开始运动到最终静止的整个过程中， 摩擦力做功为 mgs ，而重力做功与路径无关，由动能定理得 mgh mgs 0 0，代入数据可解得 s 3 m由于 d 0.50 m，所以小物块在 BC 段经过 3 次往复运动后，又回到 B 点 4 (2017 上海高考 )如图 5

11、27 所示，与水平面夹角 37 的斜面和半径 R 0.4 m 的光滑圆轨道相切于 B 点，且固定于竖直平面内滑块从斜面上的 A 点由静止释放，经 B点后沿圆轨道运动，通过最高点 C 时轨道对滑块的弹力为零已知滑块与斜面间动摩擦因数 0.25.(g 取 10 m/s2， sin 37 0.6， cos 37 0.8)求： 图 527 (1)滑块在 C 点的速度大小 vC； (2)滑块在 B 点的速度大小 vB； (3)A、 B 两点间的高度差 h. 题眼点拨 “ 通过最高点 C 时轨道 对滑块 的 弹力为零 ” ，则此时速度为 vCgR； “ 与斜面间动摩擦因数为 ” 说明沿 AB 运动的摩擦力

12、做负功 解析 (1)对 C 点：滑块竖直方向所受合力提供向心力 mg mv2CR vC gR 2 m/s. (2)对 B C 过程由动能定理得： 【 精品教育资源文库 】 mgR(1 cos 37) 12mv2C 12mv2B vB v2C 2gR 4.29 m/s. (3)滑块在 A B 的过程，利用动能定理： mgh mg cos 37 hsin 37 12mv2B 0 代入数据解得 h 1.38 m. 答案 (1)2 m/s (2)4.29 m/s (3)1.38 m 1 若在题 4 中滑块刚好到达与圆心等高的 D 点，如图所示，则 A、 B 间的高度差 h 应为多少？ 解析 由 A

13、D 应用动能定理可得： mgh mg cos hsin mgRcos 0 解得： h Rcos cot 0.48 m. 答案 0.48 m 2若题 4 中斜面轨道光滑，滑块从 A 点释放后滑到 C 点，对轨道的压力是重力的多少倍？ (原AB 高度差 h 1.38 m 不变 ) 解析 由 A C 应用动能定理，设 C 点时的速度为 vC. mgh mg(R Rcos ) 12mv2C NC mg mv2CR 由 得： NC 2.3mg，故是重力的 2.3 倍 答案 2.3 反思总结 应用动能定理注意的三个问题 (1)动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系的，一般以地面或相对地面静止的物体

14、为参考系 (2)应用动能定理时，必须明确各力做功的正、负 【 精品教育资源文库 】 (3)应用动能定理解题，关键是对研究对象进行准确的受力分析及运动过程分析，并画出物体运动过程的草图，借助草图理解 物理过程和各量关系 动能定理与图象的结合问题 四类图象所围面积的含义 vt 图 由公式 x vt 可知， vt 图线与坐标轴围成的面积表示物体的位移 at 图 由公式 v at 可知， at 图线与坐标轴围成的面积表示物体速度的变化量 Fx 图 由公式 W Fx 可知， Fx 图线与坐标轴围成的面积表示力所做的功 Pt 图 由公式 W Pt 可知， Pt 图线与坐标轴围成的面积表示力所做的功 母题 (2018 宿州模拟 )宇航员在某星球表面做了如下实验，实验装置如图 528 甲所示，竖直平面内的光滑轨道由斜 轨道 AB 和圆弧轨道 BC 组成将质量 m 0.2 kg 的小球，从轨道 AB 上高 H 处的某点由静止释放，用力传感器测出小球经过 C 点时对轨道的压力大小为 F