高三物理一轮复习第五章机械能及其守恒定律15动能动能定理课件

基础自主梳理 基础自主梳理 要点研析突破 要点一 要点研析突破 要点研析突破 要点研析突破 例1 2015 浙江卷 如图所示 用一块长L1 1 0m的木板在墙和桌面间架设斜面 桌面高H 0 8m 长L2 1 5m 斜面与水平桌面的倾角 可在0 60 间调节后固定 将质量m 0 2kg的小物块从斜面顶端静止释放 物块与斜面间的动摩擦因数 1 0 05 物块与桌面间的动摩擦因数为 2 忽略物块在斜面与桌面交接处的能量损失 重力加速度取g 10m s2 最大静摩擦力等于滑动摩擦力 要点研析突破 1 求 角增大到多少时 物块能从斜面开始下滑 用正切值表示 2 当 增大到37 时 物块恰能停在桌面边缘 求物块与桌面间的动摩擦因数 2 已知sin37 0 6 cos37 0 8 3 继续增大 角 发现 53 时物块落地点与墙面的距离最大 求此最大距离Xm 思维导引 物块在斜面受哪几个力 能否下滑的标志是什么 全过程共有哪几个力做功 功的正负 落地点与墙面距离最大的条件是什么 解析 1 为使小物块下滑mgsin 1mgcos 满足的条件tan 0 05 2 克服摩擦力做功Wf 1mgL1cos 2mg L2 L1cos 由动能定理得mgL1sin Wf 0 代入数据得 2 0 8 3 由动能定理得mgL1sin Wf 1 2mv2 代入数据得v 1m s H 1 2gt2t 0 4s X1 vtX1 0 4m Xm x1 L2 1 9m 答案 1 tan 0 05 2 0 8 3 1 9m感悟提升 凡涉及功 位移 初末速度和动能等力学问题 在明确初末状态和位移的情况下 一般优先考虑使用动能定理解题 要点研析突破 1 2015 全国新课标 卷 如图 一半径为R 粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置 直径POQ水平 一质量为m的质点自P点上方高度R处由静止开始下落 恰好从P点进入轨道 质点滑到轨道最低点N时 对轨道的压力为4mg g为重力加速度的大小 用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功 则 C A W 1 2mgR 质点恰好可以到达Q点B W 1 2mgR 质点不能到达Q点C W 1 2mgR 质点到达Q点后 继续上升一段距离D W 1 2mgR 质点到达Q点后 继续上升一段距离 要点研析突破 解析 在N点对质点受力分析 得F mg mv2 R 其中F F压 4mg 得1 2mv2 3 2mgR 根据动能定理有mg2R W 1 2mv2 0 解得W 1 2mgR 假设质点能够达到Q点 根据动能定理有 mgR W 1 2mvQ2 1 2mv2 从N到Q的过程中 速度减小 与轨道间压力较小 故摩擦力较小即W 0 因而质点到达Q点后 继续上升一段距离 要点研析突破 2 2016 黄冈市高三年级春季期末调考 如图所示 已知物体与三块材料不同的地毯间的动摩擦因数分别为 2 和3 三块材料不同的地毯长度均为l 并排铺在水平地面上 该物体以一定的初速度v0从a点滑上第一块 则物体恰好滑到第三块的末尾d点停下来 物体在运动中地毯保持静止 若让物体从d点以相同的初速度水平向左运动 则物体运动到某一点时的速度大小与该物体向右运动到该位置的速度大小相等 则这一点是 C A a点B b点C c点D d点 解析 要点研析突破 要点二 要点研析突破 要点研析突破 要点研析突破 要点研析突破 要点研析突破 3 2016 杭州市三模 质量为10kg的物体 在变力F作用下沿x轴做直线运动 力随位移s的变化情况如图所示 物体在s 0处速度为1m s 一切摩擦不计 则物体运动到s 16m处时 速度大小为 B A 2 2m sB 3m sC 4m sD 17m s解析 力 位移图线与横轴所围的面积表示功 由图象可知 一部分正功与负功抵消 外力做的总功W 40J 根据动能定理W 1 2mv2 1 2mv02 得v 3m s 选项B正确 要点研析突破 要点三 要点研析突破 例3 2016 南昌市三模 如图是翻滚过山车的模型 光滑的竖直圆轨道半径R 2m 入口的平直轨道AC和出口的平直轨道CD均是粗糙的 质量m 2kg的小车与水平轨道之间的动摩擦因数均为 0 5 加速阶段AB的长度l 3m 小车从A点由静止开始受到水平拉力F 60N的作用 在B点撤去拉力 试问 1 要使小车恰好通过圆轨道的最高点 小车在C点的速度为多少 2 满足第 1 的条件下 小车能沿着出口平直轨道CD滑行多远的距离 3 要使小车不脱离轨道 平直轨道BC段的长度范围 要点研析突破 思维导引 小车能通过轨道最高点的条件是什么 全程共有哪几个力做功 功的正负如何 小车不脱离轨道意味道什么 是否是唯一情形 解析 1 设小车恰好通过最高点的速度为v0 则有mg mv02 R 由C点到最高点满足机械能守恒定律 有1 2mvC2 mg 2R 1 2mv02 解得vC 10m s 2 小车由最高点滑下到最终停在轨道CD上 由动能定理有mg 2R mgxCD 0 1 2mv02 联立 解得XCD 10m 3 小车经过C点的速度VC 10m s就能做完整圆周运动 小车由A到C由动能定理得Fl mg l xBC 1 2mvC2 解得xBC 5m 小车进入圆轨道时 上升的高度h R 2m时 小车返回而不会脱离轨道 由动能定理有Fl mg l xBC mgh 0 解得xBC 11m 综上可得 xBC 5m或者xBC 11m小车不脱离轨道 答案 1 10m s 2 10m 3 xBC 5m或者xBC 11m感悟提升 运用动能定理 必须明确哪些力做正功 哪些力做负功 求解临界问题时 还需知道临界条件 要点研析突破 要点研析突破 速效提升训练 1 多选 2016 乐山市二诊 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由静止开始竖直向上加速运动 当上升高度为H时 电梯的速度达到v 则在这个过程中 以下说法中正确的是 BD A 电梯地板对物体的支持力所做的功等于mv2 2B 电梯地板对物体的支持力所做的功大于mv2 2C 钢索的拉力所做的功等于mv2 2 MgHD 钢索的拉力所做的功大于mv2 2 MgH 解析 以物体为研究对象 由动能定理WN mgH 1 2mv2 即WN mgH 1 2mv2 选项B正确 选项A错误 以系统为研究对象 由动能定理得 WT m M gH 1 2 M m v2 即WT 1 2 M m v2 M m gH mv2 2 MgH 选项D正确 选项C错误 速效提升训练 2 如图所示 在北戴河旅游景点之一的滑沙场有两个坡度不同的滑道AB和AB 都可看作斜面 甲 乙两名旅游者分乘两个滑沙橇从插有红旗的A点由静止出发同时沿AB和AB 滑下 最后都停在水平沙面BC上 设滑沙橇和沙面间的动摩擦因数处处相同 滑沙者保持一定姿势坐在滑沙橇上不动 下列说法中正确的是 D A 甲在B点的速度等于乙在B 点的速度B 甲的滑行总路程比乙的短C 甲全部滑行过程的水平位移一定比乙全部滑行过程的水平位移大D 甲 乙停止滑行后回头看A处的红旗时视线的仰角一定相同 解析 如图所示 设旅游者从A点滑下停在C点 由动能定理得全程 mgh mgcos L1cos mgL2 0 A B mgh mgcos L1cos 12mvB2 由 得L1 L2 h 与 无关 故甲 乙停在水平沙面BC上的同一点 甲滑动的总路程比乙长 但水平位移相同停在同一点 看A处的红旗时仰角相同 由 得vB 2gh 2 gL1 由于L甲 L乙 故甲在B点的速度大于乙在B 点的速度 综上所述只有D项正确 解析 速效提升训练 速效提升训练 速效提升训练 速效提升训练 5 2016 湖北八校第三次联考 如图甲所示 一质量为m 1kg的物块静止在粗糙水平面上的A点 从t 0时刻开始 物块受到按如图乙所示规律变化的水平力F作用并向右运动 第3s末物块运动到B点时速度刚好为0 第5s末物块刚好回到A点 已知物块与粗糙水平面之间的动摩擦因数 0 2 g取10m s2 求 1 A与B间的距离 2 水平力F在5s内对物块所做的功 速效提升训