高考物理一轮复习 动能定理及应用课件 鲁科版.ppt

第2课时动能定理及应用 运动 焦耳 标量 状态量 动能的变化 合外力 曲线运动 变力做功 不同时作用 思维深化判断正误 正确的画 错误的画 1 一定质量的物体动能变化时 速度一定变化 但速度变化时 动能不一定变化 2 动能不变的物体 一定处于平衡状态 3 如果物体所受的合外力为零 那么 合外力对物体做的功一定为零 4 物体在合外力作用下做变速运动 动能一定变化 答案 1 2 3 4 题组自测 题组一对动能及动能定理的理解1 关于运动物体所受的合外力 合外力做的功及动能变化的关系 下列说法正确的是 a 合外力为零 则合外力做功一定为零b 合外力做功为零 则合外力一定为零c 合外力做功越多 则动能一定越大d 动能不变 则物体合外力一定为零 解析合外力为零 则物体可能静止 也可能做匀速直线运动 这两种情况合外力做功均为零 所以合外力做功一定为零 a对 合外力做功为零或动能不变 合外力不一定为零 如匀速圆周运动 故b d错 合外力做功越多 动能变化越大 而不是动能越大 故c错 答案a 2 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 解析公式中 指总功 求总功的方法有两种 先求每个力做的功再求功的代数和或先求合力再求合外力的功 故选项b正确 a错误 当w 0时 末动能大于初动能 动能增加 当w 0时 末动能小于初动能 动能减少 故c正确 动能定理不仅适用于直线运动 也适用于曲线运动 不仅适用于恒力做功 也适用于变力做功 故d错误 答案bc 4 如图1所示 质量为m的小球 在离地面h高处由静止释放 落到地面后继续陷入泥中h深度而停止 设小球受到的空气阻力为f 则下列说法正确的是 图1 考点一动能定理的理解及应用1 做功的过程就是能量转化的过程 动能定理表达式中的 的意义是一种因果关系在数值上相等的符号 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 s 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 4 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 例1 如图2所示 质量为m的滑块从h高处的a点沿倾斜轨道ab滑入水平轨道bc 两轨道平滑连接 滑块与倾斜轨道及水平轨道间的动摩擦因数相同 滑块在a c两点时的速度大小均为v ab长度与bc长度相等 空气阻力不计 则滑块从a到c的运动过程中 图2 解析由题意知 在滑块从b运动到c的过程中 由于摩擦力做负功 动能在减少 所以a错误 从a到c的运动过程中 根据动能定理 mgh wf 0 可得全程克服阻力做功wf mgh 因在ab段 bc段摩擦力做功不同 故滑块在bc过程克服阻力做的功一定不等于mgh 2 所以b错误 滑块对ab段轨道的正压力小于对bc段的正压力 故在ab段滑块克服摩擦力做的功小于在bc段克服摩擦力做的功 1 应用动能定理解题应抓好 两状态 一过程 两状态 即明确研究对象的始 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基本思路 变式训练 1 如图3所示 木盒中固定一质量为m的砝码 木盒和砝码在桌面上以一定的初速度一起滑行一段距离后停止 现拿走砝码 而持续加一个竖直向下的恒力f f mg 若其他条件不变 则木盒滑行的距离 图3 考点二动能定理在多过程中的应用 例2 一质量m 0 6kg的物体以v0 20m s的初速度从倾角为30 的斜坡底端沿斜坡向上运动 当物体向上滑到某一位置时 其动能减少了 ek 18j 机械能减少了 e 3j 不计空气阻力 重力加速度g 10m s2 求 1 物体向上运动时加速度的大小 2 物体返回斜坡底端时的动能 第一步 读题获取信息 第二步 选规律列方程 规范解答 1 设物体在运动过程中所受的摩擦力大小为f 物体动能减少 ek时 在斜坡上运动的距离为s 由动能定理和功能关系得 mgsin30 s fs ek fs e 由牛顿第二定律得mgsin30 f ma 联立 式并代入数据可得a 6m s2 2 设物体沿斜坡向上运动的最大距离为sm 由运动学规律可得v 2asm 设物体返回底端时的动能为ek 由动能定理有mgsin30 sm fsm ek 0 联立 式并代入数据可得ek 80j答案 1 6m s2 2 80j 变式训练 2 在赛车场上 为了安全起见 车道外围都固定上废旧轮胎作为围栏 当车碰撞围栏时起缓冲器作用 在一次模拟实验中用弹簧来代替废旧轮胎 实验情景如图4所示 水平放置的轻弹簧左侧固定于墙上 处于自然状态 开始赛车在a处且处于静止状态 距弹簧自由端的距离为l1 1m 当赛车启动时 产生水平向左的恒为f 24n的牵引力使赛车向左匀加速前进 当赛车接触弹簧的瞬间立即关闭发动机 赛车继续压缩弹簧 最后被弹回到b处停下 已知赛车的质量为m 2kg a b之间的距离为l2 3m 赛车被弹回的过程中离开弹簧时的速度大小为v 4m s 水平向右 g取10m s2 求 图4 1 赛车和地面间的动摩擦因数 2 弹簧被压缩的最大距离 考点三动能定理与图像结合问题 例3 如图5甲所示 在倾角为30 的足够长的光滑斜面ab的a处连接一粗糙水平面oa oa长为4m 有一质量为m的滑块 从o处由静止开始受一水平向右的力f作用 f只在水平面上按图乙所示的规律变化 滑块与oa间的动摩擦因数 0 25 g取10m s2 试求 图5 1 滑块运动到a处的速度大小 2 不计滑块在a处的速率变化 滑块冲上斜面ab的长度是多少 图像所围 面积 的意义 1 v t图 由公式s 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 s图 由公式w fs可知 f s图线与坐标轴围成的面积表示力所做的功 4