2016届高三物理一轮复习-动能定理及其应用

【想一想】当物体的速度发生变化时，物体的动能Ek一定变化吗？提示：物体的动能是标量，与物体的速度大小有关，与物体的速度方向无关，而物体的速度变化可能是由其方向变化而引起的，故不一定变化【填一填】1定义：物体由于而具有的能,第2单元动能定理及其应用,基础探究,动能,运动,【想一想】如图所示，一质量为m0.1kg的小球以v03m/s的速度从桌子边缘平抛，经t0.4s落地，若g10m/s2，不计空气阻力，则此过程中重力对小球做了多少功？小球动能增加量为多少？由此你能得出什么结论？,动能定理,【填一填】1内容力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中2表达式：WEk2Ek1.3物理意义：的功是物体动能变化的量度,动能的变化,合力,4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，即可以同时作用，也可以_,曲线运动,变力做功,不同时作用,基础自测1下列关于运动物体所受合力、合力做功和动能变化的关系，正确的说法是()A物体所受合力为零，其动能一定不变B物体所受合力不为零时，其动能一定发生变化C物体的动能保持不变，其所受合力做功可能不为零D物体的动能保持不变，则所受合力一定为零解析：合力为零时，合力的功也为零，动能不变，A对；合力不为零时，合力不一定做功，动能不一定变化，B错；动能不变时，合力不做功，但合力不一定为零，C、D错答案：A,2一个小球从高处自由落下，则球在下落过程中的动能()与它下落的距离成正比与它下落距离的平方成正比与它运动的时间成正比与它运动时间的平方成正比ABCD,答案：B,3(2014年大连模拟)木球从水面上方某位置由静止开始自由下落，落入水中又继续下降一段距离后速度减小到零把木球在空中下落过程叫做过程，在水中下落过程叫做过程不计空气和水的摩擦阻力下列说法中正确的是()A第阶段重力对木球做的功等于第阶段木球克服浮力做的功B第阶段重力对木球做的功大于第阶段木球克服浮力做的功C第、第阶段重力对木球做的总功和第阶段合力对木球做的功的代数和为零D第、第阶段重力对木球做的总功等于第阶段木球克服浮力做的功解析：根据动能定理，全过程合力做功为零，所以，只有D项正确答案：D,答案：B,【互动探究】1怎样计算总功？有哪两种常用的方法？2如何理解动能定理中等号的意义？【核心突破】1总功的计算物体受到多个外力作用时，计算合力的功，要考虑各个外力共同做功产生的效果，一般有如下两种方法：(1)先由力的合成或根据牛顿第二定律求出合力F合，然后由WF合lcos计算(2)由WFlcos计算各个力对物体做的功W1、W2、Wn，然后将各个外力所做的功求代数和，即W合W1W2Wn.,对动能定理的理解,2动能定理公式中等号的意义3.动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系的，一般以地面为参考系温馨提示动能定理说明外力对物体所做的总功和动能变化间的一种因果关系和数量关系，不可理解为功转变成了物体的动能,思路点拨空气阻力是变力，计算克服阻力做的功可用动能定理,1一个质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂于O点，小球在水平拉力F作用下，从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点，此时轻绳与竖直方向夹角为，如图所示，则拉力F所做的功为()AmgLcosBmgL(1cos)CFLsinDFLcos解析：小球缓慢地由P移动到Q，动能不变，只有重力、水平拉力F对小球做功，绳子拉力不做功，由动能定理：mgL(1cos)WFEk0即WFmgL(1cos)，故B正确答案：B,【互动探究】1应用动能定理的基本思路是什么？2应用动能定理时应注意什么问题？【核心突破】1基本步骤(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力的做功情况,动能定理的应用,(3)明确研究对象在过程的始末状态的动能Ek1和Ek2.(4)列出动能定理的方程W合Ek2Ek1及其他必要的解题方程，进行求解2注意事项(1)动能定理的研究对象可以是单一物体，或者是可以看做单一物体的物体系统(2)动能定理是求解物体的位移或速率的简捷公式当题目中涉及到位移和速度而不涉及时间时可优先考虑动能定理；处理曲线运动中的速率问题时也要优先考虑动能定理(3)若过程包含了几个运动性质不同的分过程，既可分段考虑，也可整个过程考虑,【典例2】(2014年苏北四市模拟)如图所示装置由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s5m，轨道CD足够长且倾角37，A、D两点离轨道BC的高度分别为h14.30m、h21.35m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0.5，重力加速度g取10m/s2，sin370.6，cos370.8.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点的距离思路探究(1)小滑块从A到D的过程中，有哪些力做功？h1和h2的数值哪个大？(2)小滑块在斜面上做什么运动，在水平面上做什么运动？,(3)对小滑块运动全过程应用动能定理，设小滑块在水平轨道上运动的总路程为s总有：mgh1mgs总将h1、代入得s总8.6m故小滑块最终停止的位置距B点的距离为2ss总1.4m答案(1)3m/s(2)2s(3)1.4m,2右端连有光滑弧形槽的水平桌面AB长L1.5m，如图所示将一个质量为m0.5kg的木块在F1.5N的水平拉力作用下，从桌面上的A端由静止开始向右运动，木块到达B端时撤去拉力F，木块与水平桌面间的动摩擦因数0.2，取g10m/s2.求：(1)木块沿弧形槽上升的最大高度；(2)木块沿弧形槽滑回B端后，在水平桌面上滑动的最大距离,答案：(1)0.15m(2)0.75m,利用动能定理求解多运动过程问题,问题特点物体在运动过程中若包含几个不同的过程，应优先考虑对全过程运用动能定理，这样可以避开每个运动过程的具体细节，因此比分段运用动能定理求解简单由于全过程运用动能定理解题时不必考虑中间过程的细节，只需考虑全过程中合力做功的情况，以及初、末状态的动能，所以对于多过程、往复运动问题，对全过程运用动能定理具有过程简明、方法巧妙、运算量小等优点,解题思路解答多运动过程问题时，应注意以下几点：1运动全程分几个阶段，每个阶段受什么力，哪些力做功，做什么功2弄清题目要求，选好研究对象(单个物体，还是多物体系统)，选择研究过程3弄清初末状态的动能，求出合力的功，应用动能定理列式求解,(3)小物体通过圆弧轨道最低