2012年高考物理一轮复习课时讲义：第5单元第23讲 动能.ppt

第23讲 动能动能定理 第23讲动能动能定理 第23讲 编读互动 1 动能定理是功能关系中的一个重要规律 是高考必考的内容 是重点也是难点 高考命题常以选择题和计算题的形式命题 选择题难度一般为中等难度或较高难度 计算题常结合其他知识点命制压轴题 建议复习时强化利用动能定理解题的方法和策略 指导学生了解动能定理的广泛应用 使学生能够熟练地应用动能定理求解变力 恒力做功等 第23讲 编读互动 2 本讲复习动能的概念 动能定理 要求能够熟练应用动能定理解题 1 例1和变式题是应用动能定理求变力的功 是动能定理常见的一种应用形式 2 例2和变式题是应用动能定理处理多阶段运动问题 对多阶段运动全过程应用动能定理解题可简化解题步骤 3 例3和变式题是动能定理的综合应用 第23讲 考点整合 变化量 Ek 第23讲 考点整合 2 对研究对象进行受力分析 求出合外力做的功 3 对研究过程进行分析 求出过程的初 末动能 4 利用动能定理列式并解答 4 说明 1 凡涉及功 位移 初末速度的力学过程 一般优先考虑使用动能定理求解 2 求合外力的功既可以直接求合力的功 也可以先求各力的功再取代数和 第23讲 考点整合 3 动能定理只适用于单个物体的过程 对系统所发生的过程不适合建立动能定理的方程 4 动能定理表达式是一个标量式 在某一个方向上应用动能定理是没有根据的 5 对一个物体所发生的多过程问题 可对全过程应用动能定理求解 第23讲 要点探究 探究点一利用动能定理求解变力做功问题 动能定理的理解1 动能定理的计算式为标量式 v为相对同一参考系 一般以地面或相对地面静止的物体为参考系 的速度 2 动能定理的研究对象是单一物体 或者是可以看成单一物体的物体系 3 动能定理适用于物体的直线运动 也适用于曲线运动 适用于恒力做功 也适用于变力做功 力可以是各种性质的力 既可以同时作用 也可以分段作用 只要求出作用过程中各力做功 第23讲 要点探究 的多少和正负即可 这些正是动能定理解题的优越性所在 4 若物体运动的过程中包含几个不同过程 应用动能定理时 可以分段考虑 也可以视全过程为一整体来处理 5 动能定理公式中等号的意义等号表明合力做功与物体动能的变化间的三个关系 1 数量关系 即合外力所做的功与物体动能的变化具有等量代换关系 可以通过计算物体动能的变化 求合力的功 进而求得某一力的功 2 单位关系 国际单位都是焦耳 3 因果关系 合外力的功是物体动能变化的原因 第23讲 要点探究 6 动能定理中涉及的物理量有力 位移 质量 速度 功 动能等 在处理含有上述物理量的力学问题时 可以考虑使用动能定理 由于只需要从力在整个位移内做的功和这段位移始末两状态动能变化去考虑 无需注意其中运动状态变化的细节 同时动能和功都是标量 无方向性 所以无论是直线运动还是曲线运动 计算都会特别方便 第23讲 要点探究 例1如图23 1所示 质量为m的物块与转台之间能出现的最大静摩擦力为物块重力的k倍 物块与转轴OO 相距R 物块随转台由静止开始转动 当转速增加到一定值时 物块即将在转台上滑动 在物块由静止到滑动前的这一过程中 转台对物块的静摩擦力对物块做的功为 A 0B 2 kmgRC 2kmgRD kmgR D 第23讲 要点探究 第23讲 要点探究 点评 物体受到力的大小 方向不断变化 力所做的功不能直接利用功的公式进行求解 但是力所做的功全部转化为物体的动能 这种情况下 就可以利用动能定理和外力做功的等量关系求出答案 第23讲 要点探究 第23讲 要点探究 第23讲 要点探究 探究点二利用动能定理求解多过程问题 1 应用动能定理处理多过程问题的理论依据动能定理反映的是物体两个状态的动能变化与在这两个状态之间外力所做总功的量值关系 因此对由初始状态到终止状态这一过程中物体的运动性质 运动轨迹 做功的力是恒力还是变力等诸多问题不必追究 就是说应用动能定理不受这些问题的限制 第23讲 要点探究 2 运用动能定理应注意的问题应用动能定理解题时 在分析过程的基础上无需深究物体运动过程中变化的细节 只考虑整个过程中的功及过程的始末的动能 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符号 正 负 一同代入公式 第23讲 要点探究 3 应用动能定理解题的一般思路 1 确定研究对象和研究过程 注意动能定理可应用于单个物体 也可应用于系统 对系统应用动能定理时应考虑系统内力做的功 2 对研究对象进行受力分析 研究对象以外的物体施于研究对象的力都要分析 含重力 3 写出该过程中合外力做功的表达式 或分别写出各个力做功 注意功的正负 的表达式 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的表达式 4 写出物体的初 末动能的表达式 5 按照动能定理列式求解 第23讲 要点探究 例2 2010 浙江卷 在一次国际城市运动会中 要求运动员从高为H的平台上A点由静止出发 沿着动摩擦因数为 的滑道向下运动到B点后水平滑出 最后落在水池中 设滑道的水平距离为L B点的高度h可由运动员自由调节 取g 10m s2 求 1 运动员到达B点的速度与高度h的关系 2 运动员要达到最大水平运动距离 B点的高度h应调为多大 对应的最大水平距离smax为多少 3 若图中H 4m L 5m 动摩擦因数 0 2 则水平运动距离要达到7m h值应为多少 第23讲 要点探究 第23讲 要点探究 第23讲 要点探究 第23讲 要点探究 第23讲 要点探究 第23讲 要点探究 第23讲 要点探究 第23讲 要点探究 探究点三动能定理的综合运用 动能定理经常与圆周运动 平抛运动以及变力做功等知识点组成综合类问题 利用动能定理可以很方便地解决运动学里比较复杂的运动过程 1 用动能定理解决问题时 所选取的研究对象可以是单个物体 也可以是多个物体组成的系统 当选取物体系统作为研究对象时 应注意以下几点 1 当物体系统内的相互作用是杆 绳间的作用力 或是静摩擦力 或是刚性物体之间相互挤压而产生的力 作用力与反作用力的总功等于零 这时列动能定理方程时只要考虑物体系统所受的合外力的功即可 第23讲 要点探究 2 当物体系统内的相互作用力是弹簧 橡皮条的作用力 或是滑动摩擦力 作用力与反作用力的总功不等于零 这时列动能定理方程时不但要考虑物体系统所受的合外力的功 还要考虑物体间的相互作用力的功 3 物体系统内各个物体的速度不一定相同 列式时要分别表达不同物体的动能 2 多过程问题的求解策略 1 分析物体的运动 确定物体运动过程中不同阶段的受力情况 分析各个力的功 第23讲 要点探究 2 分析物体各个过程中的初 末速度 在不同阶段运用动能定理求解 此为分段法 这种方法解题时需分清物体各阶段的运动情况 列式较多 3 如果能够得到物体全过程初 末动能的变化及全过程中各力的功 对全过程列一个方程即可 3 对于恒力作用下的匀变速直线运动 凡不涉及加速度和时间的问题 利用动能定理求解一般比用牛顿运动定律及运动学公式求解要简单得多 用动能定理还能解决一些在中学应用牛顿运动定律难以解决的变力做功的问题 曲线运动问题等 第23讲 要点探究 例3 2010 长沙模拟 如图2