2012届高考物理第一轮知识点总复习.ppt

第二节 动能 动能定理 课堂互动讲练 经典题型探究 知能优化演练 第 二 节 动 能 动 能 定 理 基础知识梳理 基础知识梳理 运动动 标标 焦耳 二、动动能定理 1内容：力在某个过过程中对对物体所做的功，等 于物体在这这个过过程中动动能的_ 2表达式：WEk2Ek1_. 3物理意义义：动动能定理指出了外力对对物体所做 的总总功与物体_之间间的关系，即合力的 功是物体_的量度 特别别提示：动动能具有相对对性，其数值值与参考系的 选选取有关，一般取地面为为参考系 变变 化 动动能变变 化 动动能变变 化 课堂互动讲练 一、对动对动 能定理的理解 1动动能定理公式中等号的意义义 等号表明合力做功与物体动动能的变变化间间的三个关 系： (1)数量关系：即合外力所做的功与物体动动能的变变 化具有等量代换换关系可以通过计过计 算物体动动能 的变变化，求合力的功，进进而求得某一力的功 (2)单单位相同，国际单际单 位都是焦耳 (3)因果关系：合外力的功是引起物体动动能变变化的 原因 2动动能定理中涉及的物理量有F、l、m、v、W 、Ek等，在处处理含有上述物理量的力学问题时问题时 ， 可以考虑虑使用动动能定理由于只需要从力在整个 位移内做的功和这这段位移始末两状态动态动 能变变化去 考虑虑，无需注意其中运动动状态变态变 化的细节细节 ，同 时动时动 能和功都是标标量，无方向性，所以无论论是直 线线运动还动还 是曲线线运动动，计计算都会特别别方便 3高中阶阶段动动能定理中的位移和速度应应以地面 或相对对地面静止的物体为为参考系 4适用范围围：直线线运动动、曲线线运动动、恒力做功 、变变力做功、各个力同时时做功、分段做功均可用 动动能定理 特别别提醒：动动能定理说说明外力对对物体所做的总总 功和动动能变变化间间的一种因果关系和数量关系，不 可理解为为功转变转变 成了物体的动动能 即时应时应 用 (即时时突破，小试试牛刀) 1.(2010年高考课标课标 全国卷)如图图521所示，在 外力作用下某质质点运动动的vt图图象为为正弦曲线线 从图图中可以判断( ) 图图521 A在0t1时间时间 内，外力做正功 B在0t1时间时间 内，外力的功率逐渐渐增大 C在t2时时刻，外力的功率最大 D在t1t3时间时间 内，外力做的总总功为为零 解析：选选AD.由动动能定理可知，在0t1时间时间 内质质 点速度越来越大，动动能越来越大，外力一定做正功 ，故A项项正确；在t1t3时间时间 内，动动能变变化量为为零 ，可以判定外力做的总总功为为零，故D项项正确；由P Fv知0、t1、t2、t3四个时时刻功率为为零，故B、C 都错错 二、动动能定理的应应用 1运用动动能定理须须注意的问题问题 (1)应应用动动能定理解题时题时 ，在分析过过程的基础础上 无需深究物体运动过动过 程中状态变态变 化的细节细节 ，只 需考虑虑整个过过程的功及过过程始末的动动能 (2)若过过程包含了几个运动动性质质不同的分过过程，既 可分段考虑虑，也可整个过过程考虑虑但求功时时，有 些力不是全过过程都作用的，必须须根据不同的情况 分别对别对 待求出总总功，计计算时时要把各力的功连连同 符号(正负负)一同代入公式 2解题题步骤骤 (1)选选取研究对对象，明确它的运动过动过 程 (2)分析研究对对象的受力情况和各个力的做功情况 ，然后求各个外力做功的代数和 (3)明确物体在过过程始末状态态的动动能Ek1和Ek2. (4)列出动动能定理的方程W合Ek2Ek1及其他必要 的解题题方程，进进行求解 特别别提醒：(1)在研究某一物体受到力的持续续作用 而发发生状态态改变时变时 ，如涉及位移和速度而不涉及 时间时应时间时应 首先考虑应虑应 用动动能定理，而后考虑虑牛 顿顿定律、运动动学公式，如涉及加速度时时，先考虑虑 牛顿顿第二定律 (2)用动动能定理解题题，关键键是对对研究对对象进进行准 确的受力分析及运动过动过 程分析，并画出物体运动动 过过程的草图图，让让草图图帮助我们们理解物理过过程和 各量关系，有些力在物体运动动全过过程中不是始终终 存在的，在计计算外力做功时时更应应引起注意 即时应时应 用 (即时时突破，小试试牛刀) 2如图图522所示，一质质量为为2 kg的铅铅球从离 地面2 m高处处自由下落，陷入沙坑2 cm深处处，求 沙子对铅对铅 球平均阻力的大小(g取10 m/s2) 图图522 答案：2020 N 经典题型探究 应用动能定理求变力的功 例例1 1 (2011年泰州第一次联联考)如图图523所示， 半径为为R的金属环竖环竖 直放置，环环上套有一质质量为为m 的小球，小球开始时时静止于最低点现给现给 小球一 冲击击，使它以初速度v0沿环环上滑，已知v0 . 求： 图图523 (1)若金属环环光滑，小球运动动到环环的最高点时时， 环对环对 小球作用力的大小和方向 (2)若金属环环粗糙，小球运动动到环环的最高点与环环恰 无作用力，小球从最低点运动动到最高点的过过程中 克服摩擦力所做的功 【思路点拨拨】 解题题的关键键是抓住小球到最高点 恰无作用力，此时时重力作为为向心力，在应应用动动能 表达式时时，搞清初、末状态态 【方法技巧】 用动动能定理求变变力的 功，是非常方便的，但是必须须已知物 体始末两个状态态的速度，以及在中间间 过过程中其他力对对物体做的功 变变式训练训练 1 (2011年湖北黄冈冈模拟拟)如图图52 4所示，一个质质量为为m的圆环圆环 套在一根固定 的水平直杆上，环环与杆的动动摩擦因数为为，现现 给环给环 一个向右的初速度v0，如果在运动过动过 程 中还还受到一个方向始终竖终竖 直向上的力F的作用 ，已知力F的大小为为Fkv(k为为常数，v为环为环 的 运动动速度)，则环则环 在整个运动过动过 程中克服摩擦 力所做的功(假设设杆足够长够长 ) 可能为为( ) 图图524 答案：ABD 应用动能定律求解多过程问题 例例2 2 (1)小球通过过粗糙管道过过程中克服摩擦阻力做的功； (2)小球通过过“9”管道的最高点N时对轨时对轨 道的作用力 ； (3)小球从C点离开“9”管道之后做平抛运动动的水平位 移 图图525 【答案】 (1)2 J (2)35 N，方向竖竖直向上 (3)2.77 m 【方法总结总结 】 解决多过过程问题时问题时 ，要特别别 注意分析各个力做功的特点，例如：重力做功 与实际实际 路径无关，只与始末位置高度差有关； 滑动动摩擦力做功与路程有关 变变式训练训练 2 如图图526所示，ABCD是一个盆 式容器，盆内侧侧壁与盆底BC的连连接处处都是一段 与BC相切的圆圆弧，BC为为水平的，其距离d0.50 m盆边缘边缘 的高度为为h0.30 m在A处处放一个质质 量为为m的小物块块并让让其从静止出发发下滑已知盆 内侧侧壁是光滑的，而盆底BC面与小物块间块间 的动动 摩擦因数为为0.10.小物块块在盆内来回滑动动，最 后停下来，则则停下的位置到B的距离为为( ) 图图526 A0.50 m B0.25 m C0.10 m D0 (满满分样样板 16分)(2011年浙江金华华模拟拟) 如图图527甲所示，一条轻质弹轻质弹 簧左端固定在 竖竖直墙墙面上，右端放一个可视为质视为质 点的小物块块 ，小物块块的质质量为为m1.0 kg，当弹弹簧处处于原长长 时时，小物块块静止于O点，现对现对 小物块块施加一个外 力F，使它缓缓慢移动动，将弹弹簧压缩压缩 至A点，压缩压缩 量为为x0.1 m，在这这一过过程中，所用外力F与压压 缩缩量的关系如图图乙所示然后撤去F释释放小物块块 ，让让小物块块沿桌面运动动，已知O点至桌边边B点的 距离为为L2x，水平桌面的高为为h5.0 m，计计算 时时可认为认为 滑动动摩擦力近似等于最大静摩擦力求 (g取10 m/s2)： 动能定理与图象结合的问题 例例3 3 甲 乙 图图527 (1)在压缩弹压缩弹 簧的过过程中，弹弹簧存贮贮的最大弹弹性 势势能； (2)小物块块到达桌边边B点时时速度的大小； (3)小物块块落地点与桌边边B点的水平距离x. 【思路点拨拨】 解答本题时应题时应 注意以下三点： (1)Fx图图象与x轴轴所围围面积为变积为变 力F做的功； (2)弹弹簧存贮贮的弹弹性势势能对应弹对应弹 簧的弹弹力所做的 负负功的值值； (3)Fx图图象中x0时对应时对应 F的含义义 【答案】 (1)2.3 J (2)2 m/s (3)2 m 【方法技巧】 本题题以弹弹簧为载为载 体，结结合图图象 来综综合考