第2讲-动能定理及应用课件.ppt

1、1创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点第第2讲动能定理及应用讲动能定理及应用2创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点一、动能一、动能1.定义：物体由于定义：物体由于_而具有的能叫动能。而具有的能叫动能。3.单位：单位：_，1 J1 Nm1 kgm2/s2。4.矢标性：动能是矢标性：动能是_，只有正值。，只有正值。5.状态量：动能是状态量：动能是_，因为，因为v是瞬时速度。是瞬时速度。知识要点知识要点运动运动焦耳焦耳标量标量状态量状态量3创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点二、动能定理二、动能定理1.内容：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过

2、程中内容：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中_。动能的变化动能的变化3.物理意义：物理意义：_的功是物体动能变化的量度。的功是物体动能变化的量度。4.适用条件适用条件(1)动能定理既适用于直线运动，也适用于动能定理既适用于直线运动，也适用于_。(2)既适用于恒力做功，也适用于既适用于恒力做功，也适用于_。(3)力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以_。合外力合外力曲线运动曲线运动变力做功变力做功间断作用间断作用4创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点1.(多选多选)关于动能的理解，下列说法正确的是关于动能的理解，下列

3、说法正确的是()A.动能是机械能的一种表现形式，凡是运动的物体都具有动能动能是机械能的一种表现形式，凡是运动的物体都具有动能B.动能总为非负值动能总为非负值C.一定质量的物体动能变化时，速度不一定变化，但速度变化时，动能一定变化一定质量的物体动能变化时，速度不一定变化，但速度变化时，动能一定变化D.动能不变的物体，一定处于平衡状态动能不变的物体，一定处于平衡状态基础诊断基础诊断5创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点解析解析由动能的定义和特点知，由动能的定义和特点知，A、B项正确；动能是标量而速度是矢量，当动能项正确；动能是标量而速度是矢量，当动能变化时，速度的大小一定变化；而速

4、度的变化可能只是方向变了，大小未变，则变化时，速度的大小一定变化；而速度的变化可能只是方向变了，大小未变，则动能不变，且物体有加速度，处于非平衡状态，故动能不变，且物体有加速度，处于非平衡状态，故C、D项均错误。项均错误。答案答案AB6创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点2.(2018全国全国卷，卷，14)如图如图1，某同学用绳子拉动木箱，使它从静，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度。木箱获得的动能一止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度。木箱获得的动能一定定()A.小于拉力所做的功小于拉力所做的功B.等于拉力所做的功等于拉力所做的功C.等于克

5、服摩擦力所做的功等于克服摩擦力所做的功D.大于克服摩擦力所做的功大于克服摩擦力所做的功解析解析由动能定理由动能定理WFWfEk0，可知木箱获得的动能一定小于拉力所做的，可知木箱获得的动能一定小于拉力所做的功，功，A正确。正确。答案答案A图图17创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点3.两辆汽车在同一平直路面上行驶，它们的质量之比，两辆汽车在同一平直路面上行驶，它们的质量之比，m1m212，速度之比，速度之比v1v221，当两车急刹车后，甲车滑行的最大距离为，当两车急刹车后，甲车滑行的最大距离为L1，乙车滑行的最大距离，乙车滑行的最大距离为为L2，设两车与路面间的动摩擦因数相等，不

6、计空气阻力，则，设两车与路面间的动摩擦因数相等，不计空气阻力，则()A.L1L212 B.L1L211C.L1L221 D.L1L241答案答案D8创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点1.对对“外力外力”的两点理解的两点理解(1)“外力外力”指的是合外力，可以是重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力或其指的是合外力，可以是重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力或其他力，它们可以同时作用，也可以不同时作用。他力，它们可以同时作用，也可以不同时作用。(2)“外力外力”既可以是恒力，也可以是变力。既可以是恒力，也可以是变力。对动能定理的理解及应用对动能定理的理解及应用9创新设计创新设计知识梳

7、理 双基过关课堂互动 研透考点2.公式公式W合合Ek中中“”体现的三个关系体现的三个关系10创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点【例【例1】(多选多选)如图如图2所示，一块长木板所示，一块长木板B放在光滑的水平面上，在放在光滑的水平面上，在B上放一物体上放一物体A，现以恒定的外力拉，现以恒定的外力拉B，由于，由于A、B间摩擦力的作用，间摩擦力的作用，A将在将在B上滑动，以地面上滑动，以地面为参考系，为参考系，A、B都向前移动一段距离。在此过程中都向前移动一段距离。在此过程中()图图2A.外力外力F做的功等于做的功等于A和和B动能的增量动能的增量B.B对对A的摩擦力所做的功等于的

8、摩擦力所做的功等于A的动能的增量的动能的增量C.A对对B的摩擦力所做的功等于的摩擦力所做的功等于B对对A的摩擦力所做的功的摩擦力所做的功D.外力外力F对对B做的功等于做的功等于B的动能的增量与的动能的增量与B克服摩擦力所做的功之和克服摩擦力所做的功之和11创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点解析解析A物体所受的合外力等于物体所受的合外力等于B对对A的摩擦力，对的摩擦力，对A物体运用动能定理，则有物体运用动能定理，则有B对对A的摩擦力所做的功等于的摩擦力所做的功等于A的动能的增量，的动能的增量，B正确；正确；A对对B的摩擦力与的摩擦力与B对对A的摩的摩擦力是一对作用力与反作用力，

9、大小相等，方向相反，但是由于擦力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，但是由于A在在B上滑动，上滑动，A、B相对地的位移不相等，故二者做功不相等，相对地的位移不相等，故二者做功不相等，C错误；对错误；对B应用动能定理应用动能定理WFWfEkB，WFEkBWf，即外力，即外力F对对B做的功等于做的功等于B的动能的增量与的动能的增量与B克服克服摩擦力所做的功之和，摩擦力所做的功之和，D正确；根据功能关系可知，外力正确；根据功能关系可知，外力F做的功等于做的功等于A和和B动能动能的增量与产生的内能之和，故的增量与产生的内能之和，故A错误。错误。答案答案BD12创新设计创新设计知识梳理 双基过关

10、课堂互动 研透考点1.(多选多选)如图如图3所示，质量为所示，质量为M的木块静止在光滑的水平面上，质的木块静止在光滑的水平面上，质量为量为m的子弹以速度的子弹以速度v0沿水平方向射入木块，并最终留在木块沿水平方向射入木块，并最终留在木块中与木块一起以速度中与木块一起以速度v运动。已知当子弹相对木块静止时，木块运动。已知当子弹相对木块静止时，木块前进的距离为前进的距离为L，子弹进入木块的深度为，子弹进入木块的深度为s。若木块对子弹的阻。若木块对子弹的阻力力F视为恒定，则下列关系式中正确的是视为恒定，则下列关系式中正确的是()图图313创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点答案答案A

11、CD14创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点2.(多选多选)用力用力F拉着一个物体从空中的拉着一个物体从空中的a点运动到点运动到b点的过程中，重力做功点的过程中，重力做功3 J，拉，拉力力F做功做功8 J，空气阻力做功，空气阻力做功0.5 J，则下列判断正确的是，则下列判断正确的是()A.物体的重力势能增加了物体的重力势能增加了3 JB.物体的重力势能减少了物体的重力势能减少了3 JC.物体的动能增加了物体的动能增加了4.5 JD.物体的动能增加了物体的动能增加了8 J解析解析因为重力做功因为重力做功3 J，所以重力势能增加，所以重力势能增加3 J，A正确，正确，B错误；根据动

12、能定错误；根据动能定理理W合合Ek，得，得Ek3 J8 J0.5 J4.5 J，C正确，正确，D错误。错误。答案答案AC15创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点3.如图如图4所示，小物块从倾角为所示，小物块从倾角为的倾斜轨道上的倾斜轨道上A点由静止释放滑下，最终停在水平点由静止释放滑下，最终停在水平轨道上的轨道上的B点，小物块与水平轨道、倾斜轨道之间的动摩擦因数均相同，点，小物块与水平轨道、倾斜轨道之间的动摩擦因数均相同，A、B两两点的连线与水平方向的夹角为点的连线与水平方向的夹角为，不计物块在轨道转折时的机械能损失，则动摩，不计物块在轨道转折时的机械能损失，则动摩擦因数为擦因

13、数为()图图4A.tan B.tan C.tan()D.tan()16创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点答案答案B17创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点1.多过程问题的分析方法多过程问题的分析方法(1)将将“多过程多过程”分解为许多分解为许多“子过程子过程”，各，各“子过程子过程”间由间由“衔接点衔接点”连接。连接。(2)对各对各“衔接点衔接点”进行受力分析和运动分析，必要时画出受力图和过程示意图。进行受力分析和运动分析，必要时画出受力图和过程示意图。(3)根据根据“子过程子过程”和和“衔接点衔接点”的模型特点选择合理的物理规律列方程。的模型特点选择合理的物

14、理规律列方程。(4)分析分析“衔接点衔接点”速度、加速度等的关联，确定各段间的时间关联，并列出相关速度、加速度等的关联，确定各段间的时间关联，并列出相关的辅助方程。的辅助方程。动能定理在多过程问题中的应用动能定理在多过程问题中的应用18创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点(5)联立方程组，分析求解，对结果进行必要的验证或讨论。联立方程组，分析求解，对结果进行必要的验证或讨论。(6)分析的思路分析的思路19创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点2.利用动能定理求解多过程问题的基本思路利用动能定理求解多过程问题的基本思路20创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动

15、研透考点【例【例2】(20194月浙江选考，月浙江选考，20)某砂场为提高运输效率，研究砂粒下滑的高度与某砂场为提高运输效率，研究砂粒下滑的高度与砂粒在传送带上运动的关系，建立如图砂粒在传送带上运动的关系，建立如图5所示的物理模型。竖直平面内有一倾角所示的物理模型。竖直平面内有一倾角37的直轨道的直轨道AB，其下方右侧放置一水平传送带，直轨道末端，其下方右侧放置一水平传送带，直轨道末端B与传送带间距与传送带间距可近似为零，但允许砂粒通过。转轮半径可近似为零，但允许砂粒通过。转轮半径R0.4 m、转轴间距、转轴间距L2 m的传送带的传送带以恒定的线速度逆时针转动，转轮最低点离地面的高度以恒定的线

16、速度逆时针转动，转轮最低点离地面的高度H2.2 m。现将一小物块。现将一小物块放在距离传送带高放在距离传送带高h处静止释放，假设小物块从直轨道处静止释放，假设小物块从直轨道B端运动到达传送带上端运动到达传送带上C点点时，速度大小不变，方向变为水平向右。已知小物块与直轨道和传送带间的动摩时，速度大小不变，方向变为水平向右。已知小物块与直轨道和传送带间的动摩擦因数均为擦因数均为0.5。(sin 370.6，g取取10 m/s2)21创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点图图5(1)若若h2.4 m，求小物块到达，求小物块到达B端时速度的大小；端时速度的大小；(2)若小物块落到传送带左

17、侧地面，求若小物块落到传送带左侧地面，求h需要满足的条件；需要满足的条件；(3)改变小物块释放的高度改变小物块释放的高度h，小物块从传送带的，小物块从传送带的D点水平向右抛出，求小物块落点水平向右抛出，求小物块落地点到地点到D点的水平距离点的水平距离x与与h的关系式及的关系式及h需要满足的条件。需要满足的条件。22创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点解析解析(1)小物块由静止释放到小物块由静止释放到B的过程中，有的过程中，有mgsin mgcos ma解得解得vB4 m/s。(2)若要小物块落到传送带左侧地面，设当小物块到达传送带上若要小物块落到传送带左侧地面，设当小物块到达传

18、送带上D点时速度为零点时速度为零时，小物块从距传送带高度为时，小物块从距传送带高度为h1处由静止释放，则有处由静止释放，则有解得解得h13.0 m当当hh13.0 m时满足题中条件。时满足题中条件。23创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点(3)当小物块从右侧抛出时，设小物块到达当小物块从右侧抛出时，设小物块到达D点的速度为点的速度为v，则有，则有解得解得h3.6 m。24创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点25创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点图图6(1)游客使用座垫自由下滑游客使用座垫自由下滑(即与侧壁间无摩擦即与侧壁间无摩擦)，则游客在，则

19、游客在BC段增加的动能段增加的动能Ek多多大？大？(2)若游客未使用坐垫且与侧壁间无摩擦下滑，则游客到达若游客未使用坐垫且与侧壁间无摩擦下滑，则游客到达D点时是否安全；点时是否安全；(3)若游客使用座垫下滑，则克服侧壁摩擦力做功的最小值。若游客使用座垫下滑，则克服侧壁摩擦力做功的最小值。26创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点(2)在在AD段，由动能定理得段，由动能定理得27创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点(3)整个过程，由动能定理得整个过程，由动能定理得解得解得W1.5mgh0。28创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点2.在港珠澳大桥在港珠

20、澳大桥6.7千米海底隧道的两端各建有一个人工岛，两人工岛及隧道路面千米海底隧道的两端各建有一个人工岛，两人工岛及隧道路面可简化成如图可简化成如图7所示，各部分的长度已在图中标出，其中倾斜路面与水平路面之所示，各部分的长度已在图中标出，其中倾斜路面与水平路面之间有一小段圆弧连接，重力加速度为间有一小段圆弧连接，重力加速度为g。图图7(1)假设汽车在倾斜路面上运动所受阻力和在水平路面上运动所受阻力相等。若假设汽车在倾斜路面上运动所受阻力和在水平路面上运动所受阻力相等。若汽车关闭发动机后刚好能够从左侧倾斜路面向下匀速运动，求汽车关闭发动机汽车关闭发动机后刚好能够从左侧倾斜路面向下匀速运动，求汽车关闭

21、发动机以速度以速度v0从左侧倾斜路面的最高点向下运动后，能够在水平路面上运动的距离从左侧倾斜路面的最高点向下运动后，能够在水平路面上运动的距离s(sL2)；29创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点(2)已知质量为已知质量为m、额定功率为、额定功率为P的汽车在水平路面上行驶的最大速度为的汽车在水平路面上行驶的最大速度为vm1，若，若汽车在水平路面上以加速度汽车在水平路面上以加速度a匀加速启动，求汽车做匀加速运动的时间；匀加速启动，求汽车做匀加速运动的时间；(3)已知质量为已知质量为m、额定功率为、额定功率为P的汽车在图中右侧倾斜路面上向上行驶的最大速的汽车在图中右侧倾斜路面上向上

22、行驶的最大速度为度为vm2，求汽车以额定功率在右侧倾斜路面上向上行驶速度为，求汽车以额定功率在右侧倾斜路面上向上行驶速度为v1(v1vm2)时的时的加速度大小。加速度大小。30创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点汽车运动到水平路面时速度为汽车运动到水平路面时速度为v0，由动能定理得，由动能定理得在匀加速启动过程中，汽车做匀加速运动的牵引力记为在匀加速启动过程中，汽车做匀加速运动的牵引力记为F、达到额定功率时的速、达到额定功率时的速度记为度记为v、时间记为、时间记为t，则，则PFv，vat，Ff2ma31创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点由牛顿第二定律有由牛顿第

23、二定律有F1F阻阻ma1，32创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点1.图象所围图象所围“面积面积”或或“斜率斜率”的含义的含义动能定理与图象结合的问题动能定理与图象结合的问题33创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点2.解决动能定理与图象问题的基本步骤解决动能定理与图象问题的基本步骤34创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点【例【例3】(2019全国全国卷，卷，17)从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用。距地面受到重力外，还受到一大小不变

24、、方向始终与运动方向相反的外力作用。距地面高度高度h在在3 m以内时，物体上升、下落过程中动能以内时，物体上升、下落过程中动能Ek随随h的变化如图的变化如图8所示。重力所示。重力加速度取加速度取10 m/s2。该物体的质量为。该物体的质量为()图图8A.2 kg B.1.5 kg C.1 kg D.0.5 kg35创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点解析解析画出运动示意图。画出运动示意图。设该外力的大小为设该外力的大小为F，据动能定理知，据动能定理知AB(上升过程上升过程)：(mgF)hEkBEkABA(下落过程下落过程)：(mgF)hEkAEkB整理以上两式并代入数据得整理以

25、上两式并代入数据得mgh30 J，解得物体的质量，解得物体的质量m1 kg。选项。选项C正确。正确。答案答案C36创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点1.用传感器研究质量为用传感器研究质量为2 kg的物体由静止开始做直线运动的规的物体由静止开始做直线运动的规律时，在计算机上得到律时，在计算机上得到06 s内物体的加速度随时间变化的内物体的加速度随时间变化的关系如图关系如图9所示。下列说法正确的是所示。下列说法正确的是()A.06 s内物体先向正方向运动，后向负方向运动内物体先向正方向运动，后向负方向运动B.06 s内物体在内物体在4 s时的速度最大时的速度最大C.物体在物体在2

26、4 s内速度不变内速度不变D.04 s内合力对物体做的功等于内合力对物体做的功等于06 s内合力做的功内合力做的功图图937创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点解析解析由由vat可知，可知，at图象中，图线与坐标轴所围面积表示质点的速度的变图象中，图线与坐标轴所围面积表示质点的速度的变化量，化量，06 s内物体的速度始终为正值，故一直为正方向，内物体的速度始终为正值，故一直为正方向，A项错误；项错误；t5 s时，时，速度最大，速度最大，B项错误；项错误；24 s内加速度保持不变且不为零，速度一定变化，内加速度保持不变且不为零，速度一定变化，C项项错误；错误；04 s内与内与06

27、 s内图线与坐标轴所围面积相等，故物体内图线与坐标轴所围面积相等，故物体4 s末和末和6 s末速度末速度相同，由动能定理可知，两段时间内合力对物体做功相等，相同，由动能定理可知，两段时间内合力对物体做功相等，D项正确。项正确。答案答案D38创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点2.A、B两物体分别在水平恒力两物体分别在水平恒力F1和和F2的作用下沿水平面运动，的作用下沿水平面运动，先后撤去先后撤去F1、F2后，两物体最终停下，它们的后，两物体最终停下，它们的vt图象如图图象如图10所示。已知两物体与水平面间的滑动摩擦力大小相等。则所示。已知两物体与水平面间的滑动摩擦力大小相等。则

28、下列说法正确的是下列说法正确的是()A.F1、F2大小之比为大小之比为12B.F1、F2对对A、B做功之比为做功之比为12C.A、B质量之比为质量之比为21D.全过程中全过程中A、B克服摩擦力做功之比为克服摩擦力做功之比为21图图1039创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点答案答案C40创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点3.如图如图11甲所示，在倾角为甲所示，在倾角为30的足够长的光滑斜面的足够长的光滑斜面AB的的A处连接一粗糙水平面处连接一粗糙水平面OA，OA长为长为4 m。有一质量为。有一质量为m的滑块，从的滑块，从O处由静止开始受一水平向右的力处由静止开

29、始受一水平向右的力F作用。作用。F只在水平面上按图乙所示的规律变化。滑块与只在水平面上按图乙所示的规律变化。滑块与OA间的动摩擦因数间的动摩擦因数0.25，g取取10 m/s2，试求：，试求：图图1141创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点(1)滑块运动到滑块运动到A处的速度大小；处的速度大小；(2)不计滑块在不计滑块在A处的速率变化，滑块冲上斜面处的速率变化，滑块冲上斜面AB的长度是多少？的长度是多少？解析解析(1)由题图乙知，在前由题图乙知，在前2 m内，内，F12mg，做正功，在第，做正功，在第3 m内，内，F20.5mg，做负功，在第，做负功，在第4 m内，内，F30。滑动摩擦力。滑动摩擦力Ffmg0.25mg，始终做负功，对于滑块在始终做负功，对于滑块在OA上运动的全过程，由动能定理得上运动的全过程，由动能定理得42创新设计创新设计知识梳理 双基过关课堂互动 研透考点(2)对于滑块冲上斜面的过程，由动能定理得对于滑块冲上斜面的过程，由动能定理得解得解得L5 m所以滑块冲上斜面所以滑块冲上斜面AB的长度的长度L5 m。43本节内容结束