创新方案2014年高考物理精品教学案与知能检测 5.2动能定理（22页Word）

创新方案2014年高考物理精品教学案与知能检测 5.2动能定理（22页Word）内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 能1定义物体由于运动而具有的能。 2表达式23物理意义动能是状态量，是标量。 (填 “矢量”或“标量”)4单位动能的单位是焦耳。 1动能的相对性由于速度具有相对性，所以动能也具有相对性，大小与参考系的选取有关，中学物理中，一般选取地面为参考系。 2动能的变化物体末动能与初动能之差。 即 12 2 12 21说明：(1)表达式中 v1、v 2 均指瞬时速度。 (2)，表示物体的动能增大；E k0，表示物体的动能减小。 (3)同一物体速度的变化量相同，但动能的变化量不相同。 1一个小球从高处自由落下。 则球在下落过程中的动能()A与它下落的距离成正比B与它下落距离的平方成正比 2、C与它运动的时间成正比D与它运动时间的平方成正比光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ：选 动能定理 知 A 正确；又因为 h 入上式得：12 12以 D 正确。 12 12动 能 定 理1内容力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。 2表达式W 12 2 12 213物理意义合外力的功是物体动能变化的量度。 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。 (1)动能定理公式中等号表明合力做功与物体动能的变化间的三个关系：数量关系：即合外力所做的功与物体动能的 3、变化具有等量代换关系。 可以通过计算物体动能的变化，求合力的功，进而求得某一力的功。 单位关系：国际单位都是焦耳。 因果关系：合外力的功是引起物体动能变化的原因。 (2)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。 (3)动能定理中涉及的物理量有 F、x、m、v、W 、E k 等，在处理含有上述物理量的问题时，优先考虑使用动能定理。 (4)高中阶段动能定理中的位移和速度应以地面或相对地面静止的物体为参考系。 2(2013莆田一中段考)在光滑的水平地面上，一个质量为 m 的物体在水平恒力 F 的作用下由静止开始运动，经过时间 t 后，获得动能为 果要使物体由静止 4、开始运动相同的时间 t 后获得的动能为 2以采取( )A质量不变，力变为 2不变，质量变为原来的一半C力不变，质量变为 2 将质量和力都变为原来的 2 倍解析：选 动能定理有 x，由运动学公式及牛顿第二定律有x a ，所以 ，故 B、D 正确。 12 2题分析 求变力的功是高考中常涉及到的一类问题，用动能定理求变力的功又是最常用的一种方法，高考中可单独进行考查，也可作为大题中的一问进行考查。 例 1(2012玉溪模拟)如图 521 所示，质量为 m 的小车在水平恒力 F 推动下，从山坡( 粗糙) 底部 A 处由静止起运动至高为 h 的坡顶 B，获得速度为 v，间的水平距离为 x，重力加速度为 g。 5、下列说法正确的是()图 521A小车克服重力所做的功是 外力对小车做的功是 力对小车做的功是 力对小车做的功是 析小车克服重力做功 W 正确；由动能定理，小车受到的合力做的功等于小车动能的增量，W 合 正确；由动能定理，W 合 W 推 W 重 W 阻12 以推力做的功 W 推 阻 W 重 阻 ，C 错误；阻力对小12 12 12车做的功 W 阻 推 W 重 D 正确。 12 12答案 应用动能定理求变力做功时应注意的问题,光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 1所求的变力的功不一定为总功，故所求的变力的功不一定等于 2合外力对物体所做的功对应物体动能的变化，而不是对应物体的动能。 3若有多个力做 6、功时，必须明确各力做功的正负，待求的变力的功若为负功，可以设克服该力做功为 W，则表达式中应用 W；也可以设变力的功为 W，则字母 变式训练22 所示，电梯质量为 M，地板上放置一质量为 m 的物体。 钢索拉电梯由静止开始向上加速运动，当上升高度为 H 时，速度达到 v，则( )图 522A地板对物体的支持力做的功等于 板对物体的支持力做的功等于 索的拉力做的功等于 力对电梯 M 做的功等于 D对物体 m 应用动能定理 12、B 均错；以电梯和物体整体为研究对象应用动能定理，钢索拉力12做的功 (Mm)(Mm ) C 错误；由动能定理知，合力对电梯 M 做的功12应等于电梯动能的变化 D 正确。 7、12动能定理的综合应用命题分析 动能定理在高考中常被单独考查，也常与牛顿运动定律、电场等知识综合考查，有时在压轴题中还会被考查到。 光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 例 2如图 523 所示，质量为 m 的小球用长为 L 的轻质细线悬于 O 点，与 O 点处于同一水平线上的 P 点处有一个光滑的细钉。 已知 ，在 A 点给小球一个水平向左现小球恰能到达跟 P 点在同一竖直线上的最高点 B。 则：图 523(1)小球到达 B 点时的速率。 (2)若不计空气阻力，则初速度 多少。 (3)若初速度 ，则在小球从 A 到 B 的过程中克服空气阻力做了多少功。 维流程第一步：抓信息关键点关键点 信息获取(1) 8、P 点处有一光滑的细钉 细线到达 P 点后，小球绕 P 点做圆周运动(2)小球恰能到达 B 点小球在 B 点时，细线张力为零，向心力由重力提供第二步：找解题突破口(1)小球在 B 点的速度可根据“重力提供向心力”得出，若不计空气阻力，可对过程“AB”应用动能定理求出初速度。 (2)若考虑空气阻力，根据由 AB 动能的变化利用动能定理求出空气阻力做的功。 第三步：条理作答解析(1)小球恰能到达最高点 B，由牛顿第二定律得 mgm ，得。 )小球从 AB 由动能定理得： ) 2 2B 12 20可求出。 7)有阻力时，小球从 AB 由动能定理有：光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 )WF f 2 9、2B 12 20解得 14答案(1) (2) (3) 14变式训练2某滑沙场，如图 524 所示，某旅游者乘滑沙橇从 A 点由静止开始滑下，最后停在水平沙面上的 C 点，设滑沙橇和沙面间的动摩擦因数处处相同，斜面和水平面连接处可认为是圆滑的，滑沙者保持一定姿势坐在滑沙橇上不动，若测得 水平距离为 x，h，求滑沙橇与沙面间的动摩擦因数。 图 524解析：设斜面与水平面所成的夹角为 ，滑沙者和滑沙橇总质量为 m，则滑沙者和滑沙橇从 力做功 WG擦力做功 mg 滑沙者在水平面上运动时，只有滑动摩擦力做功 mg(x )。 方法一：“隔离”过程，分段研究，设最低点物体的速度为 v，由 GWF f 12在水 10、平面上运动时，同理有： 0 得：。 12 全过程由动能定理得：F fWF f0光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址。 利用动能定理求解多运动过程问题物体在运动过程中若包含几个不同的过程，应优先考虑对全过程运用动能定理，这样可以避开每个运动过程的具体细节，因此比分段运用动能定理求解简单。 由于全过程运用动能定理解题时不必考虑中间过程的细节，只需考虑全过程中合外力做功的情况，以及初、末状态的动能，所以对于多过程、往复运动问题，对全过程运用动能定理具有过程简明、方法巧妙、运算量小等优点。 图 525示例(17 分)如图 525 所示，竖直固定放置的粗糙斜面 下端与光滑的圆弧 B 点相切 ，圆弧轨道的半 11、径为 R，圆心 O 与 A、 D 在同一水平面上， C 点为圆弧轨道最低点， ，现在质量为 m 的小物体从距 D 点高度为 的地4方无初速度地释放，已知小物体恰能从 D 点进入圆弧轨道。 求：(1) 为使小物体不会从 A 点冲出斜面，小物体与斜面间的动摩擦因数至少为多少。 (2)若小物体与斜面间的动摩擦因数 ，则小物体在斜面上通过的总路程为多少。 2(3)小物体通过圆弧轨道最低点 C 时，对 C 点的最大压力和最小压力各是多少。 答题流程1审题干，抓关键信息题干信息 获取信息 物体经过 B 点的瞬间动能无损失 物体在每一个单向运动过程中在 C 点的速度最大 物体第一次到达斜面上 A 点时速度为零光世昌 12、老师高中物理精品资源免费下载地址 物体最终以 C 点为中心摆动， B 点是最高点 第一次经过 C 点时压力最大，最终以 C 点为中心摆动时压力最小2审设问，找解题突破口(1)物体由起始点到达 A 点，根据动能定理求出摩擦力做的功，从而求出动摩擦因数。 (2)物体的每一次往复运动，都会因摩擦力做功损失一部分机械能，根据动能定理求出摩擦力做的总功，从而进一步求出在斜面上的总路程。 3巧迁移，调动有效信息(1)确定研究对象小物体(2)受力分析，过程分析小物体从起点到 B 点过程中，只有重力做功，在斜面上运动时，重力和摩擦力都做功(3)运用规律物体在每一个运动过程中，均可应用动能定理进行求解4规范解，条理作答过程的选取很重要，同时要弄清各力的做功情况。 解析(1)为使小物体不会从 动能定理得 140(2 分 )解得动摩擦因数至少为 1。 (1 分)4(2)分析运动过程可得，最终小物体将在 弧间做往复运动 (B未画出)，由动能定理得学 生 易 错 认 为 物 体 冲 上 斜 面 后 会 停 在 斜 面 上。 )0(2 分)4解得小物体在斜面上通过的总路程为x。