天之骄子高考物理一轮总复习 第5章 机械能 第2节 动能定理课件 新人教版.ppt

2017高三一轮总复习 物理 必修二 第五章机械能 第二节动能定理 栏目导航 基础知识整合 热门考点研析 方法技巧归纳 考题随堂演练 基础知识整合 某物体质量为m 在光滑水平面上与运动方向相同的恒力f的作用下 发生一段位移l 速度由v1增加到v2 1 试从牛顿运动定律出发 导出动能定理的表达式 2 运用动能定理解答下面问题 有一质量m 2kg的物体 置于水平面上 在水平恒力f 8n的作用下 使物体由静止开始运动 经过x 4m后 撤去f 问物体还能运动多长距离 已知物体与水平面间动摩擦因数为 0 2 g取10m s2 思路引导 1 如何从牛顿运动定律和运动学公式两个角度确定物体运动的加速度 2 题目 2 中如何确定物体受到的合外力做功 动能1 定义 物体由于 而具有的能 2 表达式 ek 3 单位 焦耳 1j 1n m 1kg m2 s2 知识点1 运动 4 理解 1 动能是状态量 动能公式中的速度v指瞬时速度 2 动能是 量 且动能恒为 值 3 动能具有 性 同一物体相对不同的参考系 速度会有不同值 因而动能也有不同值 计算动能时一般选 为参考系 5 变化量末状态的动能与初状态的动能之差 即 ek ek2 ek1 标 正 相对 地面 动能定理1 表述 力在一个过程中对物体做的功 等于物体在这个过程中动能的 2 表达式 w合 ek2 ek1 ek 式中w合是各个外力对物体做的功总和 ek是做功过程中始末两个状态动能的增量 3 适用条件 1 动能定理既适用于直线运动 也适用于 2 既适用于恒力做功 也适用于 3 力可以是各种性质的力 既可以同时作用 也可以 知识点2 变化量 曲线运动 变力做功 不同时作用 特别提醒动能是标量 动能定理是标量式 没有方向 不存在列某一方向上的动能定理关系式 热门考点研析 动能定理的理解 考点1 多选 2016届嘉峪关二模 起重机用钢绳吊起一质量为m的重物 从静止开始竖直向上做匀加速直线运动 上升高度为h时速度达到v 不计空气的阻力 下列说法正确的是 a 钢绳的拉力做的功等于mghc 钢绳克服重力做的功等于mgh 思路引导 1 如何确定重力做的功 2 如何通过动能定理确定合外力做功 例1 答案 cd 总结提升 如果物体的运动过程可以分为若干阶段 可以选择分段或全程应用动能定理 题目不涉及中间量 选择全程应用动能定理更简单 方便 应用全程法解题求功时 有些力不是全过程都存在的 必须根据不同的情况分别对待 弄清楚物体所受的力在哪段位移上做功 哪些力做功 做正功还是负功 2015年新课标卷 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 针对训练1 答案 c 高中物理解题的两条主线 一是牛顿运动定律 二是功和能 动能定理提供了有别于牛顿运动定律的解决力学问题的另一条思路 属于高考的高频考点 1 利用动能定理解题的思路 1 选取研究对象 明确它的运动过程 2 分析研究对象的受力情况和各个力的做功情况 然后求做功的代数和 3 分析研究对象的运动情况 确定过程的初 末状态的动能 4 列动能定理的关系式 求解 动能定理的应用 考点2 2 动能定理解题的注意点 1 动能定理中的功和能与参考系的选取有关 一般情况下取地面为参考系 2 动能定理适用于直线运动 也适用于曲线运动 适用于恒力做功 也适用于变力做功 尤其是涉及到速度 位移的求解时 应用动能定理具有优越性 3 动能定理可以研究单个物体 也可以研究多个物体组成的系统 但是要注意分析系统间的相互作用力做功的情况 比如一对静摩擦力做功的代数和为零 只有机械能在系统间的转移 没有机械能向其他形式能的转化 而一对滑动摩擦力做功的代数和为负值 机械能向内能转化 对系统利用动能定理列式时 如果没有注意到这点 将会出现错误 4 物体在运动过程中含有多个运动的过程 我们可以分段考虑 如果不涉及到中间状态量 也可以全过程分析 这样可以使问题简化 2015年浙江高考 如图所示 用一块长l1 1 0m的木板在墙和桌面间架设斜面 桌子高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 例2 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 角增大到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x 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 思路引导 1 小物块在斜面上做何种运动 离开桌面后做何种运动 2 如何确定小物块运动过程中 合外力做的功 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 2 l2 l1cos 由动能定理得 mgl1sin wf 0 代入数据解得 2 0 8 答案 1 tan 0 05 2 0 8 3 1 9m 总结提升 运用动能定理解题时无需考虑中间过程的细节 只需考虑全过程中合外力做功的情况 以及初 末状态的动能 全过程运用动能定理比较简单 2015年海南高考 如图 一半径为r的半圆形轨道竖直固定放置 轨道两端等高 质量为m的质点自轨道端点p由静止开始滑下 滑到最低点q时 对轨道的正压力为2mg 重力加速度大小为g 质点自p滑到q的过程中 克服摩擦力所做的功为 针对训练2 答案 c 解决图象问题的方法1 分析题干给出的图象 弄清横 纵坐标涉及到的物理量 以及图象所表示的物理含义 2 针对图象 列出函数表达式 3 利用函数表达式 对比图象信息 确定图象的截距 斜率 交点以及围成的面积所表示的物理意义 分析作答 动能定理与图象相结合的问题 考点3 如甲图所示 长为4m的水平轨道ab与倾角为37 的足够长斜面bc在b处平滑连接 有一质量为2kg的滑块 从a处由静止开始受水平向右的力f作用 f与位移x的关系按乙图所示规律变化 滑块与ab和bc间的动摩擦因数均为0 5 重力加速度g取10m s2 求 1 滑块第一次到达b处时的速度大小 2 不计滑块在b处的速率变化 滑块到达b点时撤去力f 滑块冲上斜面 则滑块最终静止的位置与b点的距离多大 sin37 0 6 例3 思路引导 1 滑块在ab段合外力做的功如何确定 2 分析滑块的受力情况 确定滑块最终静止在什么位置 2 滑块沿斜面运动 上升到d点时 速度为零 分析此时的受力得 mgsin mgcos 即滑块不能在d点静止 将沿斜面下滑 静止在水平面上的e点 如图所示 总结提升 f x图象与坐标轴围成的面积表示力所做的功 多选 2016届海南一模 有一物体由某一固定的长斜面的底端以初速度v0沿斜面上滑 斜面与物体间的动摩擦因数 0 5 其动能ek随离开斜面底端的距离x变化的图线如图所示 g取10m s2 不计空气阻力 则以下说法正确的是 a 斜面的倾角 30 b 物体的质量为m 0 5kgc 斜面与物体间的摩擦力大小f 2nd 斜面与物体间的摩擦力大小f 1n 针对训练3 答案 bc 方法技巧归纳 利用动能定理解决多过程问题多过程问题的特点是运动过程复杂 受力情况和运动情况比较难确定 动能定理不用分析运动的细节 只掌握初 末状态的动能 也不用分析受力的情况 恒力或变力 力是不是全过程做功 都不重要 只需要掌握合力做的功 因此解决此类问题具有优势 解决多过程问题的方法 1 分析运动的全过程 了解各个阶段的运动 2 分段剖析 抓住运动的临界点 比如物体在倾斜传送带上开始做匀加速运动 受滑动摩擦力作用 共速后 做匀速运动 受静摩擦力作用 3 选取研究的阶段 明确受力情况和做功情况 4 列动能定理关系式 求解 如图所示 质量为m的滑块距挡板p的距离为s0 滑块以初速度v0沿倾角为 的斜面上滑 滑块与斜面间的动摩擦因数为 斜面足够长 滑块所受摩擦力小于重力沿斜面向下的分力 若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失 求滑块经过的总路程 思路引导 1 滑块所受摩擦力小于重力沿斜面向下的分力 由此可以确定滑块最终静止在何处吗 2 滑块经过的总路程 如何通过动能定理求解 例4 解析 滑块所受摩擦力小于重力沿斜面向下的分力 滑块与挡板碰撞后向上运动的过程中 不能停在最高点 又向下滑动 滑块的机械能不断减小 最终滑块停在斜面底部 考题随堂演练 1 2016届开封高三模拟 某人用手将质量为1kg的物体由静止向上提起1m 这时物体的速度为2m s g取10m s2 则下列说法正确的是 a 手对物体做功10jb 合外力做功2jc 合外力做功12jd 物体克服重力做功2j答案 b 2 多选 2016届温州月考 人通过滑轮将质量为m的物体 沿粗糙的斜面由静止开始匀加速地由底端拉上斜面 物体上升的高度为h 到达斜面顶端的速度为v 如图所示 则在此过程中 c 人对物体做的功为mghd 人对物体做的功大于mgh 答案 bd 3 2016届杭州五校联考 如图是质量为1kg的质点在水平面上运动的v t图象 以下判断正确的是 a 在t 1s时 质点加速度为零b 在4s 6s时间内 质点的平均速度为3m sc 在0 3s时间内 合力对质点做功为10jd 在3s 5s时间内 合力做功的平均功率为40w 答案 b 4 2016届锦州月考 如图所示 将一质量为m的小球以一定的初速度自o点水平向右抛出 小球在运动过程中恰好通过a点 oa与竖直方向夹角为53 重力加速度大小为g 则小球抛出时的动能与到达a点时动能的比值为 答案 d 1 小物块q的质量m2 2 烧断细绳后 物块p第一次到达d点时对轨道的压力大小 3