高一物理动能定理及其应用.ppt

5.2动能定理及其应用,知识精要,一动能1.定义:物体由于运动而具有的能量叫做动能.2.公式:.3.单位:焦耳(J),1J=1Nm=1kgm2/s2.4.动能是标量,只有正值,没有负值.5.动能是状态量,也具有相对性,因为v为瞬时速度,且与参考系的选择有关,一般以地面为参考系.,二动能定理1.内容:所有外力对物体做的总功(也叫合外力的功)等于物体动能的变化.2.表达式:W总=Ek2-Ek1.3.对定理的理解当W总0时,Ek2Ek1,物体的动能增大当W总0时,Ek2E下,t上E下.整个斜面是粗糙的,所以在AB段,3.人用手托着质量为m的物体,从静止开始沿水平方向运动,前进距离x后,速度为v(物体与手始终相对静止),物体与人手掌之间的动摩擦因数为,则人对物体做的功为()A.mgxB.0C.mgxD.,答案:D,解析:物体与手掌之间的摩擦力是静摩擦力,静摩擦力在零与最大值mg之间取值,不一定等于mg.在题述过程中,只有静摩擦力对物体做功,故根据动能定理,摩擦力对物体做的功.,4.2008年北京奥运会上,跳水运动员从10m高处的跳台跳下,设水的平均阻力约为运动员体重的3倍,在粗略估算中,把运动员当作质点处理,为了保证运动员的人身安全,池水深度至少为(),A.5mB.3mC.7mD.1m答案:A,解析:对运动员跳水的全过程研究,据动能定理有:mg(H+h)-Ffh=Ek=0.其中m为运动员质量,h为运动员入水的深度.又H=10m,Ff=3mg,所以.为保证人身安全,池水深度Hh,即H5m,故水深至少为5m,A选项正确.,5.如图所示,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(),A.地板对物体的支持力做的功等于B.地板对物体的支持力做的功等于mgHC.钢索的拉力做的功等于Mv2+MghD.合力对电梯M做的功等于Mv2,答案:D,解析:对物体m用动能定理:WFN-mgH=mv2,故WFN=mgH+mv2,AB均错;钢索拉力做的功WF拉=(M+m)gH+(M+m)v2,故C错误;由动能定理知,合力对电梯M做的功应等于电梯动能的变化Mv2,故D正确.,6.木块在水平恒力F作用下,由静止开始在水平路面上前进x,随即撤掉此恒力,接着又前进了2x才停下来.设运动全过程中路面情况相同,则木块在运动中所获得动能的最大值为()B.C.FxD.,答案:D,解析:对力F作用的过程,由动能定理得Fx-Ffx=Ekmax-0,对全过程有Fx-Ff3x=0,联立解得:,故D选项正确.,7.如图5-2-13所示,板长为L,板的B端静放着质量为m的小物体P,物体与板的动摩擦因数为,开始板水平.若缓慢将板转过一个小角度的过程中,物体与板保持相对静止,则在此过程中(),A.摩擦力对P做功mgcos(1-cos)B.摩擦力对P做功mgsin(1-cos)C.摩擦力对P不做功D.板对P做功mgLsin答案:CD,解析:摩擦力始终与运动方向垂直,不做功,板对P的作用力与重力摩擦力平衡,由动能定理得WP-WG=0,WP=mgLsin.,8.(2009全国卷)以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的小物块.假定物块所受空气阻力Ff大小不变.已知重力加速度为g,则物块上升的最大高度和返回到原抛出点的速率分别为()A.B.,C.D.,答案:A,解析:本题考查动能定理.上升的过程中,重力做负功,阻力Ff做负功,由动能定理得-(mgh+Ffh)=-.求返回抛出点的速度,对全程使用动能定理,重力做功为零,只有阻力做功,有-2Ffh,解得v=v0,A正确.,9.(2009上海卷)小球由地面竖直上抛,上升的最大高度为H,设所受阻力大小恒定,地面为零势能面.在上升至离地高度h处,小球的动能是势能的两倍,在下落至离地高度h处,小球的势能是动能的两倍,则h等于()A.H/9B.2H/9C.3H/9D.4H/9答案:D,解析:小球上升至最高点过程:小球上升至离地高度h处的过程:;,小球上升至最高点后又下降至离地高度h处过程:以上各式联立解得,选项D正确.,10.如图5-2-14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,BC为水平,其距离d=0.50m,盆边缘的高度为h=0.30m.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为=0.10.小物块在盆内来回滑动,最后停下来,则停的地点到B的距离为(),A.0.50mB.0.25mC.0.10mD.0答案:D,解析:分析小物块的运动过程,可知由于克服摩擦力做功,物块的机械能不断减少.根据动能定理可得mgh-mgx=0,物块在BC之间滑行的总路程.小物块正好停在B点,所以选项D正确.,11.连接AB两点的弧形轨道ACB和ADB形状相同,材料相同,如图5-2-15所示.一个小物体由A以一定的速度v开始沿ACB轨道到达B的速度为v1;若由A以相同初速度v沿ADB轨道到达B的速度为v2.比较v1和v2的大小,有(),A.v1v2B.v1=v2C.v1v2D.条件不足,无法判定答案:A,解析:由题意可知,弧形材料ACB和ADB的长度相等,物块在上下面滑动时动摩擦因数相同,物块在上面运动可认为做圆周运动,由于物块在ADB上运动时对曲面的正压力大于在ACB上对曲面的正压力(考虑圆周运动向心力),故在ADB上克服摩擦力做的功大于在ACB上克服摩擦力做的功,再由动能定理即可得出选项A正确.,12.(2009南通模拟)如图5-2-16(a)所示,静置于光滑水平面上坐标原点处的小物块,在水平拉力F作用下,沿x轴方向运动,拉力F随物块所在位置坐标x的变化关系如图(b)所示,图线为半圆.则小物块运动到x0处时的动能为(),A.0B.C.D.,答案:C,解析:根据动能定理,小物块运动到x0处时的动能为这段时间内力F所做的功,物块在变力作用下,不能直接用功的公式来计算,但此题可用根据图象求“面积”的方法来解决.力F所做的功的大小等于半圆的“面积”大小.整理得,C选项正确.,二非选择题13.(2009柳州模拟),光滑水平面AB与一半圆形轨道在B点相连,轨道位于竖直面内,其半径为R,一个质量为m的物块静止在水平面上,现向左推物块使其压紧弹簧,然后放手,物块在弹力作用下获得一速度,当它经B点进入半圆形轨道瞬间,对轨道的压力为其重力的7倍,之后向上运动恰能完成半圆周运动到达C点,重力加速度为g.求;,(1)弹簧弹力对物块做的功;(2)物块从B到C克服阻力的功;(3)物块离开C点后,再落回到水平面上时的动能.,解析:(1)由动能定理得,在B点由牛顿第二定律得R,以上两式联立解得W=3mgR.(2)物块从B到C由动能定理得物块在C点时mg=mv2C/R,解得W=mgR/2.,(3)物块从C点平抛到水平面的过程中,由机械能守恒定律得,14.(20