高考物理一轮总复习 专题五 第2讲 动能、动能定理课件.ppt

考点1动能1 定义 物体由于 而具有的能叫动能 2 公式 ek 3 单位 焦耳 1j 1 4 性质 动能是标量 是状态量 与v瞬时对应 具有相对性 大小与参照物的选择 第2讲动能 动能定理 运动 kg m2 s2 有关 跟踪训练 1 有两个物体甲 乙 它们在同一直线上运动 两物体的质量均为m 甲速度为v 动能为ek 乙速度为 v 动能为 ek 那么 b a ek ekb ek ek c ek ek d ek ek 3 注意 合外力的功 是指物体所受的所有力在某一过程中所做 功的代数和 wf wf wn wg 表达式 w总 如果某个力对物体做负功 则加负值 1 动能定理 1 内容 合外力对物体所做的功等于物体 的变化 动能 f总scos 位移和速度 必须是相对于同一个参考系 一般以地面为参考系 考点2动能定理的理解与运用 2 动能定理的运用 1 动能定理中涉及的物理量有f s m v w ek等 在 涉及含有上述物理量的问题时 可以考虑使用动能定理 由于动能定理只需考虑过程中力做功的情况和初 末状态的动能 而无需考虑运动状态的细节 所以运用动能定理解题 往往比用牛顿运动定律要简便 用动能定理还能解决一些牛顿运动定律难以求解的问题 如变力做功 曲线运动等 所以解题时 应优先考虑用动能定理 3 运用动能定理解题的一般步骤 明确研究对象的受力情况和运动过程 分析整个过程中各力对研究对象的做功情况 明确初 末状态的动能 列出动能定理方程 并求解 2 动能定理实际上是根据一个过程中做了多少功 导致动能变化了多少来列方程的 所以运用动能定理时要注意选定过程 图5 2 1 跟踪训练 2 双选 如图5 2 1 质量为m的小车在水平恒力f推动 下 从山坡 粗糙 底部a处由静止起运动至高为h的坡顶b 获 得速度为v ab间水平距离为s 重力加速度为g 下列说法正确 的是 答案 ab 3 从地面竖直上抛一个质量为m的小球 小球上升的最大高度为h 设上升和下降过程中空气阻力大小恒定为f 下列说法 正确的是 a 小球上升的过程中动能减少了mghb 小球上升和下降的整个过程中机械能减少了fhc 小球上升的过程中重力势能增加了mghd 小球上升和下降的整个过程中动能减少了fh解析 根据动能定理 上升的过程中动能减少量等于小球克服重力和阻力做的功 为mgh fh 小球上升和下降的整个过程中动能减少量和机械能的减少量都等于全程中克服阻力做的功 为2fh 答案 c 4 如图5 2 2所示 一质量为m的质点在半径为r的半球形固定容器中 由静止开始自边缘上的a点滑下 到达最低点b时 它对容器的正压力为fn 重力加速度为g 则质点 自a滑到b的过程中 摩擦力对其所做的功为 图5 2 2 解析 质点到达最低点b时 它对容器的正压力为fn 根 答案 a 热点1运用动能定理解决多过程问题 例1 2010年全国卷 如图5 2 3 mnp为竖直面内一固定轨道 其圆弧段mn与水平段np相切于n p端固定一竖直挡板 m相对于n的高度为h np长度为s 一物块自m端从静止开始沿轨道下滑 与挡板发生一次完全弹性碰撞后停止在水平轨道上某处 若在mn段的摩擦可忽略不计 物块与np段轨道间的滑动摩擦因数为 求物块停止的地方与n点距离的可能值 图5 2 3 解 物块从m端静止释放到停止 整个过程只有重力和摩擦力做功 设在np段滑动的距离为x 由动能定理有mgh mgx 0 第一种可能是 物块与弹性挡板碰撞后 在到达圆弧轨道前停止 则物块停止的位置距n点的距离为 第二种可能是 物块与弹性挡板碰撞后 可再一次滑上光滑圆弧轨道 滑下后在水平轨道上停止 则物块停止的位置距n点的距离为 备考策略 解决这类问题一定要审清题意 分析清楚物体的运动过程 以及过程中力做功的情况和初 末状态 关于滑动摩擦力做功 要注意摩擦力方向的变化 如该题中 从n到p时摩擦力方向向左 反弹后摩擦力方向向右 所以摩擦力对木块始终做负功 则式中的x表示在np段滑动的总距离 触类旁通 1 2011年苏北模拟 如图5 2 4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间的动摩擦因数为 0 5 取重力加速度g 10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 求 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 图5 2 4 解 1 小滑块从a b c d过程中 由动能定理得 2 小滑块从a b c过程中 由动能定理得 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 设小滑块在水平轨道上运动的总路程为x总 对小滑块 运动全过程利用动能定理 有 mgh1 mgx总 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 热点2动能定理与曲线运动结合 例2 2010年上海卷 如图5 2 5 abc和abd为两个光滑固定轨道 a b e在同一水平面 c d e在同一竖直线上 d点距水平面的高度为h c点高度为2h 一滑块从a点以初速度v0分别沿两轨道滑行到c或d处后水平抛出 图5 2 5 1 求滑块落到水平面时 落点与e点间的距离sc和sd 2 为实现sc sd v0应满足什么条件 根据平抛运动规律有 解 1 根据机械能守恒 有 备考策略 该类题型考查的内容比较丰富 考点分布广 包括动能定理 牛顿运动定律 平抛运动 圆周运动等 对能力的要求比较高 对该类题型 一定要把物体的运动过程分析清楚 将各过程中的特点把握住 再从已知和要求的两个方向出发来联立方程组求解 如该题中 过程分为物体冲上c d过程 和平抛过程 上冲过程高度不同 重力做功不同 则平抛初速度不同 应由动能定理或机械能守恒定律求平抛初速度 平抛中高度和水平初速度不同 水平位移不同 要运用平抛规律列方程 触类旁通 2 2011年天津卷 如图5 2 6所示 圆管构成的半圆形竖直轨道固定在水平地面上 轨道半径为r mn为直径且与水平面垂直 直径略小于圆管内径的小球a以某一初速度冲进轨道 到达半圆轨道最高点m时与静止于该处的质量与a相同的小球b发生碰撞 碰后两球粘在一起飞出轨道 落地点距n为2r 重力加速度为g 忽略圆管内径 空气阻力及各处摩擦均不计 求 1 黏合后的两球从飞出轨道到落地的时间t 2 小球a冲进轨道时速度v的大小 解 1 黏合后的两球飞出轨道后做平抛运动 竖直方向分运动为自由落体运动 有 图5 2 6 2 设球a的质量为m 碰撞前速度大小为v1 把球a冲进 轨道最低点时的重力势能定为0 由动能定理知 易错点对过程中初末状态 力做功的判断及计算 例题 一质量为m的小球用长为l的轻绳悬挂于o点 小球在水平力f作用下 从平衡位置p点缓慢地移动 当悬线偏离竖直方向 角到达q点时 如图5 2 7所示 则水平力 f所做的功为 a mglcos b flsin c mgl 1 cos d flcos 错解分析 物体的位移为s lsin 则w fs flsin 错因分析 该题中没有指出水平力f是恒力 小球缓慢地移动 可以看做每个瞬间都处在平衡状态 速度大小不变 由于绳与竖直方向的夹角不断变化 如果三力平衡 则拉力f也在不断变化 即大小不恒定 不适合用公式w fs flsin 图5 2 7 正确解析 本题中不能简单地用w fscos 可运用动能定理 小球在运动过程中受三个力的作用 可认为速度大小不变 其中绳的拉力与小球瞬时速度的方向垂直不做功 根据动能定理得w总 wg wf ek 0 可知 wg wf mgh 即重力做的负功和拉力做的功相等 选择c 指点迷津 动能定理应用中首先要分析研究对象的受力情况 运动情况 正确的选定过程 并分析研究过程中的所有力的做功情况 然后根据所求选择合适公式或规律求解 纠错强化 1 双选 2011年东北模拟 如图5 2 8所示 长为l的长木板水平放置 在木板的a端放置一个质量为m的小物块 现缓慢地抬高a端 使木板以左端为轴转动 当木板转到与水平面的夹角为 时小物块开始滑动 此时停止转动木板 小物 块滑到底端的速