2017年高考物理一轮复习课件 基础课时（13）动能定理及应用

2017年高考物理一轮复习课件 基础课时（13）动能定理及应用内容摘要：

1、基础课时 13 动能定理及应用 知识梳理 知识点一 、 动能 物体由于 _而具有的能叫动能。 运动 _。 12 m 焦耳 ， 1 J 1 Nm 1 kgm2/ 动能是 _， 只有正值。 动能是 _， 因为 知识点二 、 动能定理 力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中_。 标量 状态量 动能的变化 2 . 表达式： W _ 或 W E E 12 m 12 m 1 _的功是物体动能变化的量度。 合外力 思考 (1)动能定理适用于直线运动 ， 还适用于曲线运动吗。 (2)动能定理适用于恒力做功 ， 还适用于变力做功吗。 (3)如图所示，物体 (可视为质点 )从长为 L、倾角为 2、的光滑斜面顶端由静止滑下。 物体受几个力作用。 各做什么功。 怎么求合力的功。 如何求物体到达斜面底端时的速度。 能用多种方法求解物体到达斜面底端时的速度吗。 哪种方法简单。 诊断自测 1.(多选 )下列说法正确的是 ( ) 速度一定变化 ， 但速度变化时 ，动能不一定变化 一定处于平衡状态 那么 ， 合外力对物体做的功一定为零 动能一定变化 答案 .(2016安徽黄山模拟 )有一质量为 从半径为 如图 1所示。 若由于摩擦使木块的运动速率保持不变 ， 则以下叙述正确的是 ( ) 图 1 所以合外力做的功为零 解析 由题可知木块做匀速圆周运动 ， 故合外力提供向心力 ，不为零 ， 块受到的 3、摩擦力对木块做负功 ， 使木块的重力势能减小而动能不变 ， 机械能减小 ， 故 弧面对木块的支持力不做功 ， 由动能定理可知 ， 重力与摩擦力虽然合力不为零 ， 但合力做功等于木块的动能变化量 ， 而木块动能不变 ， 故二者总功为零 ， 答案 C .3 在光滑水平面上以 6 m/ 碰撞后小球沿相反方向运动 ， 反弹后的速度大小与碰撞前相同 ， 则碰撞前后小球速度变化量的大小 ) 0 12 m/s 解析 取初速度方向为正方向 ， 则 v ( 6 6)m/s 12 m/s，由于速度大小没变 ， 动能不变 ， 故动能变化量为 0， 故只有选项 答案 B 4.(2016浙江温州十校联考 ) 吸引了众多 4、观众。 比赛中经常有这样的场面：在临终场 0.1 运动员把球投出且准确命中 ， 获得比赛的胜利。 若运动员投篮过程中对篮球做功为 W， 出手高度为 篮筐的高度为 球的质量为 m， 空气阻力不计 ， 则篮球进筐时的动能为 ( ) W W 析 根据动能定理 ， 球获得初动能 0，球离开手到进筐时的过程有 mg( 得篮球进筐时的动能 W 只有选项 答案 C 考点一 动能定理的理解及应用 三个关系 ” (1)数量关系：即合力所做的功与物体动能的变化具有等量代换关系。 可以通过计算物体动能的变化 ， 求合力做的功 ， 进而求得某一力做的功。 (2)单位关系：等式两侧物理量的国际单位都是焦耳。 5、(3)因果关系：合力的功是引起物体动能变化的原因。 外力 ” 的理解 动能定理叙述中所说的 “ 外力 ” ，既可以是重力、弹力、摩擦力，也可以是电场力、磁场力或其他力。 【 例 1】 (2015海南单科 ， 4)如图 2， 一半径为 轨道两端等高 ， 质量为 由静止开始滑下 ， 滑到最低点 对轨道的正压力为 2重力加速度大小为 g。 质点自 的过程中 ， 克服摩擦力所做的功为 ( ) 图 2 A. 14 B. 13 C. 12 D. 4 解析 在 Q 点质点受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，两力的合力充当向心力，所以有 F N F N 2 联立解得 v 下滑过程中，根据动 能定理可得 W 6、 f12m 得 W f12所以克服摩擦力做功12 C 正确。 答案 C 特别提醒 应用动能定理的 “ 四点注意 ” (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为参考系； (2)动能定理的表达式是一个标量式 ， 不能在某方向上应用动能定理； (3)动能定理往往用于单个物体的运动过程 ， 由于不涉及加速度和时间 ， 比动力学研究方法更简便； (4)当物体的运动包含多个不同过程时，可分段应用动能定理求解；当所求解的问题不涉及中间的速度时，也可以全过程应用动能定理求解。 【 变式训练 】 1.(多选 )如图 3所示 ， 电梯质量为 M， 在它的水平地板上 7、放置一质量为 电梯在钢索的拉力作用下竖直向上加速运动 ，当电梯的速度由 上升高度为 H， 则在这个过程中 ，下列说法或表达式正确的是 ( ) 图 3 A . 对物体，动能定理的表达式为 2m 中 B . 对物体，动能定理的表达式为 W 合 0 ，其中 W 合 为合力的功 C . 对物体，动能定理的表达式为 12m 2m 中 D . 对电梯，其所受合力做功为12M 2M 电梯上升的过程中，对物体做功的有重力 支持力 F N ，这两个力的总功才等于物体动能的增量 E k 12m 12m 故A 、 B 均错误， C 正确；对电梯，无论有几个力对它做功，由动能定理可知，其合力的功一定等于其动能的增量， 8、故 D 正确。 答案 点二 动能定理在多过程中的应用 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。 【 例 2】 (2016甘肃张掖二模 )如图 4， 一个质量为 0.6 点水平抛出 ， 恰好从光滑圆弧 点的切线方向进入圆弧 (不计空气阻力 ， 进入圆弧时无机械能损失 )。 已知圆弧的半径 R 0.3 m， 60 ， 小球到达 4 m/s。 0 m/求： 图 4 (1)小球做平抛运动的初速度 (2)点的高度差； (3)小球到达圆弧最高点 解析 (1)由题意知小球 9、到 点的切线方向 ，对速度分解如图所示： 小球做平抛运动，由平抛运动规律得： v 0 v x v A 2 m/ s (2) 小球由 P 至 A 的过程由动能定理得： 12m 12m 解得： h 0 .6 m (3) 小球从 A 点到 C 点的过程中，由动能定理得： R R ) 12m 2m 7 m/s 小球在 C 点由牛顿第二定律得： 8 N 由牛顿第三定律得： 8 N 方向竖直向上 答案 (1)2 m/s (2)0.6 m (3)8 N， 方向竖直向上 【 拓展延伸 】 (1)在 【 例 2】 中 ， 求小球经过最低点 (2)在 【例 2】 中，若圆弧轨道粗糙，小球恰好能够经过最高点 C，求 10、此过程小球克服摩擦力所做的功。 解 析 (1) 小球由 A 至 B 过程由动能定理得： 1 ) 12m 12m 解得： v B 19 m/s 在 B 点由牛顿第二定律得： F N B F N B 44 N 由牛顿第三定律得小球经过最低点 B 时对轨道的压力大小为 44 N。 (2) 小球恰好经过 C 点时，在 C 点由牛顿第二定律得： 3 m/s 小球由 A 至 C 过程由动能定理得： R R ) 2m 2m 答案 (1)44 N (2) 方法提炼 动能定理在多过程问题中的应用 (1)对于多个物理过程要仔细分析 ， 将复杂的过程分割成一个一个子过程 ， 分别对每个过程分析 ， 得出每个过程遵 11、循的规律。 当每个过程都可以运用动能定理时 ， 可以选择分段或全程应用动能定理 ， 题目不涉及中间量时 ， 选择全程应用动能定理更简单 ， 方便。 (2)应用全程法解题求功时，有些力可能不是全过程都作用的，必须根据不同的情况分别对待，弄清楚物体所受的力在哪段位移上做功，哪些力做功，做正功还是负功，正确写出总功。 【 变式训练 】 2.(2015浙江理综， 23)如图 5所示，用一块长 1.0 子高 H 0.8 m，长 1.5 m。 斜面与水平桌面的倾角 可在 0 60 间调节后固定。 将质量 m 0.2 块与斜面间的动摩擦因数 1 块与桌面间的动摩擦因数为 2，忽略物块在斜面与桌面交接处的能量损失 (重力加速度取 g 10 m/大静摩擦力等于滑动摩擦力 ) 图 5 (1)求 角增大到多少时 ， 物块能从斜面开始下滑； (用正切值表示 ) (2)当 角增大到 37 时 ， 物块恰能停在桌面边缘 ， 求物块与桌面间的动摩擦因数 2； (已知 7 7 (3)继续增大 角，发现 53 时物块落地点与墙面的距离最大，求此最大距离 解析 (1)要使小。