4.动能动能定理 (2)

征途遥遥 志在千里 高中物理舒卷 1 课堂笔记 学生学案 高中物理变式训练高中物理变式训练 106106 多过程中的动能定理 秘 籍 收 藏 1 由于多过程问题的受力情况 运动情况比较复杂 从动力学的角度分析多过 程问题往往比较复杂 但是 用动能定理分析问题 是从总体上把握其 的变化 并不需要从细节上了解 因此 动能定理的优越性就明显地表现出来了 分析力的作用是看力做的功 也只需把所有的力做的功累加起来即可 2 运用动能定理解决问题时 有两种思路 一种是全过程列式 另一种是 列式 3 全过程列式时 涉及重力 弹簧弹力 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 1 重力的功取决于物体的初 末位置 与路径无关 2 大小恒定的阻力或摩擦力的功等于力的大小与 的乘积 3 弹簧弹力做功与 无关 4 利用动能定理求解多过程问题的基本思路 弄清物体的运动由哪些过程组成 分析每个过程中物体的受力情况 各个力做功有何特点 对动能的变化有无影响 从总体上把握全过程 表达出总功 找出初 末状态的动能 对所研究的全过程运用动能定理列方程 母题母题 出自于教材必修出自于教材必修 2 2 第第 7070 页例题页例题 为了安全 在公路上行驶的汽车间应为了安全 在公路上行驶的汽车间应 保持必要的距离 已知某高速公路的最高限速保持必要的距离 已知某高速公路的最高限速 v vmax max 120km h120km h 假设前方车辆突然停止 假设前方车辆突然停止 后车司机发现这一情况 从发现情况到进行制动操作 汽车通过的位移为后车司机发现这一情况 从发现情况到进行制动操作 汽车通过的位移为 17m17m 制动时汽 制动时汽 车受到的阻力为其重力的车受到的阻力为其重力的 0 50 5 倍 该高速公路上汽车间的距离至少应为多大 倍 该高速公路上汽车间的距离至少应为多大 g 10g 10m sm s2 2 心仪历程 变式变式 1 1 如图所示 如图所示 AB 为半径为半径 R 0 50 m 的四分之一圆弧轨道 的四分之一圆弧轨道 B 端距水平地端距水平地 面的高度面的高度 h 0 45 m 一质量 一质量 m 1 0 kg 的小滑块从圆弧轨道的小滑块从圆弧轨道 A 端由静止释放 到达轨道端由静止释放 到达轨道 B 端的速度端的速度 v 2 0 m s 忽略空气的阻力 取忽略空气的阻力 取 g 10 m s2 则下列说法正确的是 则下列说法正确的是 A 小滑块在圆弧轨道 小滑块在圆弧轨道 B 端受到的支持力大小端受到的支持力大小 FN 16 N B 小滑块由 小滑块由 A 端到端到 B 端的过程中 克服摩擦力所做的功端的过程中 克服摩擦力所做的功 W 3 J 征途遥遥 志在千里 高中物理舒卷 2 课堂笔记 C 小滑块的落地点与 小滑块的落地点与 B 点的水平距离点的水平距离 x 0 6 m D 小滑块的落地点与 小滑块的落地点与 B 点的水平距离点的水平距离 x 0 3 m 思想历程 变式变式 2 2 2004 年全国综合老 年全国综合老 34 如图如图 4 所示 所示 ABCD 是一个盆式容器 盆是一个盆式容器 盆 内侧壁与盆底内侧壁与盆底 BC 的连接处都是一段与的连接处都是一段与 BC 相切的圆弧 相切的圆弧 B C 为水平的 其距离为水平的 其距离 d 0 50m 盆边缘的高度为 盆边缘的高度为 h 0 30m 在 在 A 处放一个质量为处放一个质量为 m 的小物块并让其从静止出的小物块并让其从静止出 发下滑 已知盆内侧壁是光滑的 而盆底发下滑 已知盆内侧壁是光滑的 而盆底 BC 面与小物块间的动摩擦因数为面与小物块间的动摩擦因数为 0 10 小 小 物块在盆内来回滑动 最后停下来 则停的地点到物块在盆内来回滑动 最后停下来 则停的地点到 B 的距离为 的距离为 A 0 50m B 0 25m C 0 10m D 0 思想历程 变式变式 3 3 2013 浙江宁波市高三浙江宁波市高三 十校十校 联考联考 如图所示 固定在地面上的半圆如图所示 固定在地面上的半圆 轨道直径轨道直径 ab 水平 质点水平 质点 P 与半圆轨道的动摩擦因数处处一样 当质点与半圆轨道的动摩擦因数处处一样 当质点 P 从从 a 点正上方高点正上方高 H 处自由下落 经过轨道后从处自由下落 经过轨道后从 b 点冲出竖直上抛 上升的最大高度为点冲出竖直上抛 上升的最大高度为 H 2 空气阻力不 空气阻力不 计 当质点下落再经过轨道计 当质点下落再经过轨道 a 点冲出时 能上升的最大高度点冲出时 能上升的最大高度 h 为为 A h H 2 B 从 从 a 点能冲出半圆轨道 但点能冲出半圆轨道 但 h H 2 C 不能从 不能从 a 点冲出半圆轨道点冲出半圆轨道 D 无法确定能否从 无法确定能否从 a 点冲出半圆轨道点冲出半圆轨道 思想历程 变式变式 4 2015 烟台三模 如图所示 光滑曲面 AB 与水平面 BC 平滑连接于 B 点 BC 右端连接内壁光滑 半径为 r 0 4 m 的四分之一细圆管 CD 管口 D 端正下方直 立一根劲度系数为 k 25 N m 的轻弹簧 轻弹簧下端固定 上端恰好与管口 D 端齐平 质量为 m 1 kg 的小球在曲面上距 BC 的高度为 h 0 8 m 处从静止开始下滑 进入管口 C 端时与管壁间恰好无作用力 通过 CD 后压缩弹簧 已知弹簧的弹性势能表达式为 Ep kx2 x 为弹簧的形变量 小球与 BC 间的动摩擦因数 0 5 取 g 10 m s2 求 1 2 1 小球达到 B 点时的速度大小 vB 2 水平面 BC 的长度 s 3 在压缩弹簧过程中小球的最大速度 vm 征途遥遥 志在千里 高中物理舒卷 3 课堂笔记 心仪历程 高中物理变式训练高中物理变式训练 107107 动能定理中的图象 秘 籍 收 藏 1 注意图象斜率 和截距的物理意义 2 注意挖掘图象中的隐含信息 往往可以找到解题突破口 母题母题 图象图象 2012 天津理综天津理综 如图甲所示 静止在水平地面的物块如图甲所示 静止在水平地面的物块 A 受到水 受到水 平向右的拉力平向右的拉力 F 作用 作用 F 与时间与时间 t 的关系如图乙所示 设物块与地面的静摩擦力最大值的关系如图乙所示 设物块与地面的静摩擦力最大值fm 与滑动摩擦力大小相等 则与滑动摩擦力大小相等 则 A 0 t1时间内时间内 F 的功率逐渐增大的功率逐渐增大 B t2时刻物块时刻物块 A 的加速度最大的加速度最大 C t2时刻后物块时刻后物块 A 做反向运动做反向运动 D t3时刻物块时刻物块 A 的动能最大的动能最大 思想历程 变式变式 1 1 2007 年上海物理高考年上海物理高考 物体沿直线运动的物体沿直线运动的 v t 关系如图所示 已知关系如图所示 已知 在第在第 1 s 内合外力对物体做的功为内合外力对物体做的功为 W 则 则 A 从第 从第 1 s 末到第末到第 3 s 末合外力做功为末合外力做功为 4W B 从第 从第 3 s 末到第末到第 5 s 末合外力做功为末合外力做功为 2W C 从第 从第 5 s 末到第末到第 7 s 末合外力做功为末合外力做功为 W D 从第 从第 3 s 末到第末到第 4 s 末合外力做功为末合外力做功为 0 75W 征途遥遥 志在千里 高中物理舒卷 4 课堂笔记 思想历程 变式变式 2 2 2013 吉林实验中学二模吉林实验中学二模 如图所示 一个小环沿竖直放置的光滑圆环如图所示 一个小环沿竖直放置的光滑圆环 形轨道做圆周运动 小环从最高点形轨道做圆周运动 小环从最高点 A 滑到最低点滑到最低点 B 的过程中 小环线速度大小的平方的过程中 小环线速度大小的平方 v2 随下落高度随下落高度 h 的变化图象可能是图中的的变化图象可能是图中的 思想历程 变式变式 3 3 2013 江苏宿迁一模江苏宿迁一模 质量为质量为 2kg 的物块放在粗糙水平面上 在水平拉的物块放在粗糙水平面上 在水平拉 力的作用下由静止开始运动 物块动能力的作用下由静止开始运动 物块动能 Ek与其发生位移与其发生位移 x 之间的关系如图所示 已知物之间的关系如图所示 已知物 块与水平面间的动摩擦因数块与水平面间的动摩擦因数 0 2 重力加速度 重力加速度 g 取取 10m s2 则下列说法正确的是 则下列说法正确的是 A x 1m 时速度大小为时速度大小为 2m s B x 3m 时物块的加速度大小为时物块的加速度大小为 2 5m s2 C 在前 在前 4m 位移过程中拉力对物块做的功为位移过程中拉力对物块做的功为 9J D 在前 在前 4m 位移过程中物块所经历的时间为位移过程中物块所经历的时间为 2 8s 思想历程 变式变式 4 4 2014 东城区模拟东城区模拟 如图甲所示 一半径如图甲所示 一半径 R 1 m 圆心角等于 圆心角等于 143 的竖直圆孤形光滑轨道 与斜面相切于的竖直圆孤形光滑轨道 与斜面相切于 B 处 圆孤轨道的最高点为处 圆孤轨道的最高点为 M 斜面倾角 斜面倾角 37 t 0 时刻有一物块沿斜面上滑 其在斜面上运动的速度变化规律如图乙所示 时刻有一物块沿斜面上滑 其在斜面上运动的速度变化规律如图乙所示 若物块恰能到达若物块恰能到达 M 点 取点 取 g 10 m s2 sin 37 0 6 cos 37 0 8 求 求 1 1 物块经过物块经过M M点的速度大小 点的速度大小 2 2 物块经过物块经过B B点的速度大小 点的速度大小 3 3 物块与斜面间的动摩擦因数 物块与斜面间的动摩擦因数 征途遥遥 志在千里 高中物理舒卷 5 课堂笔记 心仪历程 当堂检测 高中物理变式训练高中物理变式训练 1 10606 多过程中的动能定理 2015 年福建 如图 在竖直平面内 滑道 ABC 关于 B 点对称 且 A B C 三 点在同一水平线上 若小滑块第一次由 A 滑到 C 所用的时间为 t1 第二次由 C 滑到 A 所用的时间为 t2 小滑块两次的初速度大小相同且运动过程始终沿着滑道滑行 小滑块与 滑道的动摩擦因数恒定 则 A t1t2 D 无法比较t1 t2的大小 思想历程 高中物理变式训高中物理变式训练练 1 10707 动能定理中的图象 如图甲所示 一条轻质弹簧左端固定在竖直墙面上 右端放一个可视为质点的小如图甲所示 一条轻质弹簧左端固定在竖直墙面上 右端放一个可视为质点的小 物块 小物块的质量为物块 小物块的质量为 m 1 0 kg 当弹簧处于原长时 小物块静止于 当弹簧处于原长时 小物块静止于 O 点 现对小物块点 现对小物块 施加一个外力施加一个外力 F 使它缓慢移动 将弹簧压缩至 使它缓慢移动 将弹簧压缩至 A 点 压缩量为点 压缩量为 x 0 1 m 在这一过程 在这一过程 中 所用外力中 所用外力 F 与压缩量的关系如图乙所示 然后撤去与压缩量的关系如图乙所示 然后撤去 F 释放小物块 让小物块沿桌面释放小物块 让小物块沿桌面 运动 已知运动 已知 O 点至桌面点至桌面 B 点的距离为点