高考物理大一轮复习第五章机械能（第2课时）动能动能定理课件

第2课时 动能 动能定理,回扣教材,考点扫描,真题在线,回扣教材梳理知识 夯基础,知识整合,一、动能 1.定义:物体由于 而具有的能. 2.公式:Ek= . 3.物理意义:动能是状态量,是 (选填“矢量”或“标量”),只有正值,动能与速度方向 . 4.单位: ,1 J=1 Nm=1 kgm2/s2.,运动,标量,无关,焦耳,末动能,初动能,二、动能定理 1.内容:在一个过程中合力对物体所做的功,等于物体在这个过程中 . 2.表达式 (1)W= . (2)W= . (3)W= . 3.物理意义: 的功是物体动能变化的量度.,动能的变化,Ek,Ek2-Ek1,合力,4.适用条件 如图所示,物块沿粗糙斜面下滑至水平面;小球由内壁粗糙的圆弧轨道底端运动至顶端(轨道半径为R).,对物块有WG+WFf1+WFf2= ; 对小球有W总-2mgR+WFf= . (1)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 . (3)力可以是各种性质的力,既可以同时作用,也可以 .,曲线运动,变力做功,不同时作用,问题思考,1.物体的质量为m,在与运动方向相同的恒力F的作用下匀加速运动,速度由v1增加到v2,如图所示.这个过程中力F做的功为W.则,必修2P72图7.7-1,2.质量为2 g的子弹,以300 m/s的速度射入厚度是5 cm的木板,射穿后的速度是100 m/s,如图所示,则,必修2P74图7.7-4,(1)子弹射穿木板的过程中动能的变化量为多大? (2)子弹受到木板阻碍作用的位移为多大?子弹射穿木 板的过程中受到的平均阻力是多大?,答案:(1)-80 J (2)0.05 m 1 600 N,考点扫描重点透析 通热点,考点一 动能定理及其应用,要点透析,1.动能定理公式中“=”体现的三个关系,2.应用方法:若求过程的初、末速度,首先确定各力做功及总功,然后列出方程;若求某力或某力的功,首先确定过程的初、末速度,然后列方程求解.,典例突破,核心点拨 (1)由静止释放到最低点的过程中摩擦力做功为-W. (2)在最低点时,支持力和重力的合力提供向心力.,【例1】 (2016全国卷,20)(多选)如图,一固定容器的内壁是半径为R的半球面,在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P.它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中,克服摩擦力做的功为W.重力加速度大小为g.设质点P在最低点时,向心加速度的大小为a,容器对它的支持力大小为N,则( ),答案:AC,误区警示 动能定理应用注意点 (1)应用动能定理解题应抓好“两状态,一过程” “两状态”即研究对象的始、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思路,即时巩固,1.应用动能定理求变力的功如图所示,光滑斜面的顶端固定一弹簧,一小球以速度v向右匀速滑行,并冲上固定在地面上的斜面.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( ),A,2.导学号 00622324 应用动能定理分析摩擦力做功如图所示,一物体以6 m/s的初速度从A点沿AB圆弧下滑到B点,速率仍为6 m/s,若物体以5 m/s的初速度从A点沿同一路线滑到B点,则到B点时的速率是( ) A.大于5 m/s B.等于5 m/s C.小于5 m/s D.不能确定,A,解析:下滑过程中,只有重力和摩擦力做功,重力做正功,摩擦力做负功,当以6 m/s的初速度下滑时,根据动能定理可得WG-WFf=0,即WG=WFf,当以6 m/s的速度下滑时,由于路径不变,所以重力做功不变,但是由于速度变小了,所需要的向心加速度也变小了,即支持力变小了,所以物体受到的滑动摩擦力变小了,而路径不变,所以摩擦力做功减小了,即WG-WFf0,所以物体的末速度大于初速度,故到B点的速度大于5 m/s,故选项A正确.,考点二 动能定理与图像结合问题,要点透析,四类图像所围“面积”的含义 (1)v-t图:由公式x=vt可知,v-t图线与坐标轴围成的面积表示物体的位移. (2)a-t图:由公式v=at可知,a-t图线与坐标轴围成的面积表示物体速度的变化量. (3)F-l图:由公式W=Fl可知,F-l图线与坐标轴围成的面积表示力所做的功. (4)P-t图:由公式W=Pt可知,P-t图线与坐标轴围成的面积表示力所做的功.,典例突破,【例2】 如图(甲)所示,长为4 m的水平轨道AB与半径为R=0.6 m的竖直半圆弧轨道BC在B处相连接,有一质量为1 kg 的滑块(大小不计)从A处由静止开始受水平向右的力F作用,F的大小随位移变化的关系如图(乙)所示,滑块与AB间的动摩擦因数=0.25,与BC间的动摩擦因数未知,g取10 m/s2,求:,(1)滑块到达B处时的速度大小; (2)滑块在水平轨道AB上运动前2 m过程所用的时间; (3)若到达B点时撤去力F,滑块沿半圆弧轨道内侧上滑,并恰好到达最高点C,则滑块在半圆弧轨道上克服摩擦力所做的功是多少?,核心点拨 (1)拉力在02 m内做正功,23 m内不做功,34 m内做负功. (2)滑块恰好到C点,意味着重力提供向心力.,1.动能定理与v-t图像结合(2016江苏泰州模拟)(多选)如图(甲)所示,质量相等的a,b两物体,分别从斜面上的同一位置A由静止下滑,经B点后在水平面上滑行一段距离后停下.不计经过B点时的能量损失,用传感器采集到它们的速度时间图像如图(乙)所示,下列说法正确的是( ) A.a在斜面上滑行的加速度比b的大 B.a在水平面上滑行的距离比b的短 C.a与斜面间的动摩擦因数比b的小 D.a与水平面间的动摩擦因数比b的大,即时巩固,AC,解析:由(乙)图图像斜率可知,a做加速运动时的加速度比b做加速时的加速度大,故选项A正确;物体在水平面上的运动是匀减速运动,a从t1时刻开始,b从t2时刻开始,由图像与坐标轴围成的面积表示位移可知,a在水平面上做匀减速运动的位移比b在水平面上做匀减速运动的位移大,故选项B错误;物体在斜面上运动的加速度a=gsin -gcos ,因为a的加速度大于b的加速度,所以a与斜面间的动摩擦因数比b的小,故选项C正确;对物体运动过程运用动能定理得mgh-WFf=0-0,所以WFf=mgh,a,b两个物体质量相等,所以在整个运动过程中克服摩擦力做的功一样多,两物体与水平面间的动摩擦因数相同,故选项D错误.,2.导学号 00622325 动能定理与v-t图像结合的计算总质量为80 kg的跳伞运动员从离地500 m的直升机上跳下,经过2 s后拉开绳索开启降落伞,如图是跳伞过程中的v-t图像,试根据图像求:(g取10 m/s2),(1)t=1 s时运动员的加速度和所受阻力的大小;,答案:(1)8 m/s2 160 N,(2)估算14 s内运动员下落的高度及克服阻力所做的功;,答案:(2)156 m 1.23105 J,(3)估算运动员从飞机上跳下到着地的总时间.,答案:(3)71.3 s,考点三 应用动能定理求解多过程问题,要点透析,1.应用动能定理解决多过程问题时,要根据题目所求解的问题选取合适的过程,可以分几个过程,也可以对整体过程研究.值得注意的是虽然列式时忽略了中间复杂过程,但不能忽略对每个过程的分析. 2.当涉及重力、大小恒定的阻力或摩擦力做功时,要注意它们的做功特点. (1)重力的功取决于物体的初、末位置,与路径无关. (2)大小恒定的阻力或摩擦力的功等于力的大小与路程的乘积.,典例突破,【例3】如图所示,斜面倾角为,质量为m的滑块在距挡板P的距离为x0的A点以初速度v0沿斜面上滑,滑块与斜面间的动摩擦因数为,滑块所受摩擦力小于滑块沿斜面的“下滑力”,若滑块每次与挡板相碰,碰后以原速率返回,无动能损失,求滑块停止运动前在斜面上经过的路程.,【审题图示】,题后反思 动能定理在多过程问题中的应用 (1)将复杂的多个物理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,必须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,进而正确写出总功.,1.利用动能定理分析往复运动如图所示,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,B,C在水平线上,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出发下滑,已知盆内侧壁是光滑的,而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数=0.10.小物块在盆内来回滑动,最后停下来,则停下的位置到B的距离为( ) A.0.50 m B.0.25 m C.0.10 m D.0,即时巩固,D,2.导学号 00622326 利用动能定理分析平抛运动与圆周运动的组合 (2016甘肃张掖二模)如图一个质量为0.6 kg的小球以某一初速度从P点水平抛出,恰好从光滑圆弧ABC的A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A点时的速度vA=4 m/s.g取10 m/s2,求: (1)小球做平抛运动的初速度v0;,解析:(1)由题意知小球到A点的速度vA沿曲线上A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 v0=vx=vAcos =2 m/s.,答案:(1)2 m/s,(2)P点与A点的高度差;,答案:(2)0.6 m,(3)小球到达圆弧最高点C时对轨道的压力.,答案:(3)8 N 方向竖直向上,真题在线体验高考 提素能,1.(2016全国卷,16)小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上,P球的质量大于Q球的质量,悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短.将两球拉起,使两绳均被水平拉直,如图所示.将两球由静止释放.在各自轨迹的最低点( ) A.P球的速度一定大于Q球的速度 B.P球的动能一定小于Q球的动能 C.P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力 D.P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度,C,2.(2015全国卷,17)如图,一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置,直径POQ水平.一质量为m的质点自P点上方高度R处由静止开始下落,恰好从P点进入轨道.质点滑到轨道最低点N时,对轨道的压力为4mg,g为重力加速度的大小.用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功.则( ),C,3.(2016天津卷,10)我国将于2022年举办冬奥会,跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一.如图所示,质量m=60 kg的运动员从长直助滑道AB的A处由静止开始以加速度a=3.6 m/s2匀加速滑下,到达助滑道末端B时速