高考物理大一轮复习 5.2动能和动能定理课件 新人教版.ppt

考点一动能定理的理解及简单应用 考点二动能定理在多过程中的应用 考点 高三物理一轮复习 第2节动能和动能定理 第五章机械能及其守恒定律 1 对动能的理解 在下列几种情况中 甲 乙两物体的动能相等的是 解析 答案 基础自测 d 2 对动能定理的理解 多选 关于动能定理的表达式w ek2 ek1 下列说法正确的是 a 公式中的w为不包含重力的其他力做的总功b 公式中的w为包含重力在内的所有力做的功 也可通过以下两种方式计算 先求每个力的功再求功的代数和或先求合外力再求合外力的功c 公式中的ek2 ek1为动能的增量 当w 0时动能增加 当w 0时 动能减少d 动能定理适用于直线运动 但不适用于曲线运动 适用于恒力做功 但不适用于变力做功 式中w表示总功 是物体受到的所有力的代数和 故a错误 b正确 ek2 ek1是动能的增量 合外力做正功 动能增加 合外力做负功 动能减少 故c正确 动能定理适用于任何形式的运动 不仅用于恒力 变力应用更方便 故d错误 基础自测 解析 答案 bc 3 动能定理的应用 多选 质量为m的物体在水平力f的作用下由静止开始在光滑地面上运动 前进一段距离之后速度大小为v 再前进一段距离后使物体的速度增大为2v 则 a 第二过程的速度增量等于第一过程的速度增量b 第二过程的动能增量是第一过程动能增量的3倍c 第二过程合力做的功等于第一过程合力做的功d 第二过程合力做的功等于第一过程合力做功的2倍 基础自测 解析 答案 ab 4 变力做功的计算 如图所示 质量为m的物体静置在水平光滑平台上 系在物体上的绳子跨过光滑的定滑轮 由地面上的人以速度v0向右匀速拉动 设人从地面上平台的边缘开始向右行至绳与水平方向夹角为45 处 在此过程中人所做的功为 基础自测 解析 答案 图片显 隐 c 一 动能1 定义 物体由于 而具有的能 2 公式 ek 式中v为瞬时速度 3 矢标性 动能是 没有负值 动能与速度的方向 4 动能是状态量 动能的变化是过程量 等于 减初动能 即 ek 教材梳理 运动 标量 无关 末动能 ek2 ek1 二 动能定理1 内容 力在一个过程中对物体做的功 等于物体在这个过程中动能的 2 表达式 w ek或w ek2 ek1或w 3 动能定理的适用范围 1 动能定理既适用于直线运动 也适用于 运动 2 既适用于恒力做功 也适用于 做功 3 力可以是各种性质的力 既可以同时作用 也可以 作用 教材梳理 变化 曲线 变力 不同时 1 动能定理公式中等号表明了合外力做功与物体动能的变化具有等量代换关系 合外力的功是引起物体动能变化的原因 2 动能定理中涉及的物理量有f l m v w ek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 3 若过程包含了几个运动性质不同的分过程 既可以分段考虑 也可以整个过程考虑 但求功时 有些力不是全过程都作用的 必须根据不同的情况分别对待求出总功 计算时要把各力的功连同正负号一同代入公式 考点一动能定理的理解及简单应用 考点阐释 易误警示 题组一动能定理的理解1 多选 如图所示 电梯质量为m 在它的水平地板上放置一质量为m的物体 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v1增加到v2时 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 题组设计 答案 图片显 隐 cd 解析 考点一动能定理的理解及简单应用 易误警示 题组二动能定理的简单应用2 2015 湖南五市十校联考 质量为10kg的物体 在变力f作用下沿x轴做直线运动 力随坐标x的变化情况如图所示 物体在x 0处 速度为1m s 一切摩擦不计 则物体运动到x 16m处时 速度大小为 题组设计 解析 答案 图片显 隐 b 考点一动能定理的理解及简单应用 易误警示 3 2014 高考北京卷改编 如图所示 竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切 小滑块a和b分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点 现将a无初速度释放 a与b碰撞后结合为一个整体 速度变为碰前a滑块速度的一半 并沿桌面滑动 已知圆弧轨道光滑 半径r 0 2m a和b的质量相等 a和b整体与桌面之间的动摩擦因数 0 2 取重力加速度g 10m s2 求 1 碰撞前瞬间a的速率v 2 a和b整体在桌面上滑动的距离l 题组设计 图片显 隐 考点一动能定理的理解及简单应用 易误警示 题组设计 解析 答案 1 2m s 2 0 25m 考点一动能定理的理解及简单应用 易误警示 应用动能定理三点注意 1 动能定理说明了合力对物体所做的总功和动能变化间的一种因果关系和数量关系 不可理解为功转变成了物体的动能 2 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 3 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 易误警示 考点一动能定理的理解及简单应用 1 应用动能定理解题的步骤 1 确定研究对象和研究过程 2 分析研究对象的受力情况和各力的做功情况 3 写出该过程中合外力做的功 或分别写出各个力做的功 注意功的正负 如果研究过程中物体受力情况有变化 要分别写出该力在各个阶段做的功 4 写出物体的初 末动能 5 按照动能定理列式求解 考点二动能定理在多过程中的应用 考点阐释 2 注意问题 1 动能定理往往用于单个物体的运动过程 由于不涉及加速度及时间 比动力学研究方法要简便 2 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 考点阐释 考点二动能定理在多过程中的应用 1 2015 江苏启东中学期中 如图所示 倾角为37 的粗糙斜面ab底端与半径r 0 4m的光滑半圆轨道bc平滑相连 o点为轨道圆心 bc为圆轨道直径且处于竖直方向 a c两点等高 质量m 1kg的滑块从a点由静止开始下滑 恰能滑到与o点等高的d点 g取10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 题组设计 考点二动能定理在多过程中的应用 1 求滑块与斜面间的动摩擦因数 2 若使滑块能到达c点 求滑块从a点沿斜面滑下时的初速度v0的最小值 3 若滑块离开c处的速度大小为4m s 求滑块从c点飞出至落到斜面上所经历的时间t 题组设计 解析 考点二动能定理在多过程中的应用 题组设计 解析 答案 考点二动能定理在多过程中的应用 2 如下图所示装置由ab bc cd三段轨道组成 轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接 其中轨道ab cd段是光滑的 水平轨道bc的长度x 5m 轨道cd足够长且倾角 37 a d两点离轨道bc的高度分别为h1 4 30m h2 1 35m 现让质量为m的小滑块自a点由静止释放 已知小滑块与轨道bc间的动摩擦因数 0 5 重力加速度g取10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 求 题组设计 考点二动能定理在多过程中的应用 1 小滑块第一次到达d点时的速度大小 2 小滑块第一次与第二次通过c点的时间间隔 3 小滑块最终停止的位置距b点的距离 将h1 x g代入得 vc 6m s小滑块沿cd段上滑的加速度大小a gsin 6m s2 题组设计 解析 考点二动能定理在多过程中的应用 小滑块沿cd段上滑到最高点的时间由对称性可知 小滑块从最高点滑回c点的时间t2 t1 1s故小滑块第一次与第二次通过c点的时间间隔t t1 t2 2s 3 对小滑块运动全过程应用动能定理 设小滑块在水平轨道上运动的总路程为x总 有mgh1 mgx总 题组设计 解析 考点二动能定理在多过程中的应用 1 3m s 2 2s 3 1 4m 将h1 代入得x总 8 6m故小滑块最终停止的位置距b点的距离为2x x总 1 4m 题组设计 解析 答案 考点二动能定理在多过程中的应用 应用动能定理解决多过程问题的技巧 1 运用动能定理解决问题时 选择合适的研究过程能使问题得以简化 当物体的运动过程包含几个运动性质不同的子过程时 可以选择一个 几个或全部子过程作为研究过程 2 当选择全部子过程作为研究过程 涉及重力 大小恒定的阻力或摩擦力做功时 要注意运用它们的功能特点 重力的功取决于物体的初 末位置 与路径无关 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 规律总结 考点二动能定理在多过程中的应用 动能定理的理解重在 外力 及 的意义1 外力 的两点理解 1 重力 弹力 摩擦力 电场力 磁场力或其他力 它们可以同时作用 也可以不同时作用 2 既可以是恒力 也可以是变力 名师 微点拨 2 体现的三个关系 巧解动能定理与图象结合问题 方法技巧 分析动能定理与图象结合问题 三步走 思想方法 图象应用 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 x图 由公式w fx可知 f x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 思想方法 典例 2015 皖南八校联考 歼15 舰载机在 辽宁号 航空母舰上着舰成功 图 a 为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图 舰载机着舰并成功钩住阻拦索后 舰载机的动力系统立即关闭 阻拦系统通过阻拦索对舰载机施加一作用力 使舰载机在甲板上短距离滑行后停止 某次降落 以舰载机着舰为计时零点 舰载机在t 0 5s时恰好钩住阻拦索中间位置 其着舰到停止的速度 时间图线如图 b 所示 假如无阻拦索 舰载机着舰关闭动力系统后滑行距离为900m 舰载机的质量为2 0 104kg 假设航母