高三物理专题复习课件：动能、动能定理

1、动能 动能定理 要点疑点考点 课 前 热 身 能力思维方法 延伸拓展 要点疑点考点 一、动能 1.定义：物体由于运动而具有的能叫动能，用Ek表示 2.公式：Ek=1/2mv2，单位：J. 3.动能是标量 4.动能的变化Ek=1/2mvt2-1/2mv02. Ek0，表示物体 的动能增加； Ek0，表示物体的动能减少. 5.物体的动能与动量均与物体的质量有关，但物理意义 不同，且动量是矢量，它们之间的关系是Ek=p2/(2m)， p= k mE2 要点疑点考点 二、动能定理 1.内容：外力对物体做的总功等于物体动能的变化. 2.公式WF=1/2mv22-1/2mv12. 【说明】 (1)等式的左

2、边为各个力做功的代数和，正值代表正 功，负值代表负功.等式右边动能的变化，指末动能 EK2=1/2mv22与初能EK1=1/2mv12之差. (2)动能定理适用于单个物体.这里我们所说的外力， 既可以是重力、弹力、摩擦力，也可以是电场力、磁 场力或其他的力 要点疑点考点 (3)应用动能定理解题，一般比牛顿第二定律解 题要简便.一般牵扯到力与位移关系的题目中，优 先考虑使用动能定理 (4)使用动能定理应注意的问题： 物体动能的变化是由于外力对物体做功引起 的.外力对物体做的总功为正功，则物体的动能增 加；反之将减小.外力对物体所做的总功，应为所 有外力做功的代数和，包含重力. 要点疑点考点 有些

3、力在物体运动全过程中不是始终存在的，若 物体运动过程中包含几个物理过程，物体运动状态、 受力等情况均发生变化，因而在考虑外力做功时， 必须根据不同情况分别对待. 若物体运动过程中包含几个不同的物理过程，解 题时可以分段考虑.这对初学者比较容易掌握，若有 能力，可视全过程为一整体，用动能定理解题 研究对象为一物体系统，对系统用动能定理时， 必须区别系统的外力与内力. 动能定量中的位移和速度必须是相对于同一个参 考系.一般以地面为参考系. 要点疑点考点 3.应用动能定理解题的基本步骤： (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个力的做功情况： 受哪些力?每个力是否做功

4、，做正功还是做负功?做 多少功?然后求各个力做功的代数和. (3)明确物体在过程的始未状态的动能EK1和EK2 (4)列出动能的方程WF=EK2-EK1，及其他必要辅助 方程，进行求解. 课 前 热 身 1.下列关于动能和动量的说法，正确的是(B) A.物体的动量发生变化，动能一定变化 B.物体的动能发生变化，动量一定变化 C.物体的动能发生变化，动量一定不变 D.物体的动量发生变化，动能一定不变 课 前 热 身 2.放在光滑水平面上的某物体，在水平恒力F的 作用下，由静止开始运动，在其速度由0增加到v 和由v增加到2v的两个阶段中，F对物体所做的功 之比为(C) A.11 B.12 C.13

5、 D.14 课 前 热 身 3.两辆汽车在同一平直路面上行驶，它们的质量之 比m1m2=12，速度之比v1v2=21，两车急刹 车后甲车滑行的最大距离为s1，乙车滑行的最大距 离为s2，设两车与路面间的动摩擦因数相等，不计 空气阻力，则(D) A.s1s2=12 B.s1s2=11 C.s1s2=21 D.s1s2=41 课 前 热 身 4.质量为2kg的物体自5m高处自由下落，g取 10m/s2，物体接触地面瞬间的动能是100J，动 量的大小是20kgm/s，方向竖直向下. 5.质量为m1和m2的两个物体，如果它们的动量相 等，那么它们的动能之比为m2m1；如果它们的 动能相等，它们的动量之

6、比为 2:1 mm 能力思维方法 【例1】质量为500t的列车，以恒定功率沿平 直轨道行驶，在3min内行驶速度由45km/h增加 到最大速度54km/h，求机车的功率.(g=10m/s2) 能力思维方法 【解析】由整个过程中列车所受的牵引力不是恒 力，因此加速度不是恒量，运动学中匀变速直线 运动公式不能用，由动能定理得 W牵+W阻=1/2mv2m-1/2mv2 其中W阻=-fs,W牵是一个变力的功，但因该变力的 功率恒定，故可用W=Pt计算这样式变为 Pt-fs=1/2mv2m-1/2mv2 又因达到最大速度时F=f故vm=P/f 联立解得：P=600kW. 能力思维方法 【解题回顾】此题的

7、牵引力是一个难点，大家通 过前面功的计算的复习，要注意不要把做功限制 在W=Fscos公式上，还要注意P=W/t的应用. 能力思维方法 【例2】如图6-3-1所示，斜面倾角为，质量为m 的滑块在距板P为s0处以初速度v0沿斜面上滑，滑块 与斜面间的动摩擦因数为，滑块所受摩擦力小于使 滑块沿斜面下滑的力，若滑块每次与挡板相碰均无 机械能损失，求滑块经过的路程有多大? 图6-3-1 能力思维方法 【解析】解法一：由动能定理求. 由于滑块重力沿斜面向下的分力大于滑块所 受摩擦力，所以可断定滑块最终将停靠在挡板 处，从以v0向上滑动至最终停下，设滑块经过的 路程为s，此过程中重力对滑块做功WG=mgs

8、0sin 摩擦力做功Wf=-mgscos，对滑块由动能定理， 有mgs0sin-mgscos=0-1/2mv20 解得s=(gs0sin+1/2v20)/gscos 能力思维方法 解法二：由能量转化与守恒求. 该过程中滑块机械能的减少 E1=mgs0sin+1/2mv20，克服摩擦力做功转 化的内能E2=mgscos ，由能量守恒定律有 E1=E2 ，即： mgs0sin+1/2mv20= mgscos， 同样解出s. 能力思维方法 【例3】如图6-3-2所示，在光滑的水平面上有一平板M 正以速度v向右运动现将一质量为m的木块无初速度 地放在小车上，由于木块和小车之间的摩擦力的作用， 小车的速

9、度将发生变化，为使小车保持原来的运动速 度不变，必须及时对小车施加一向右的水平恒力F当 F作用一段时间后把它撤开，木块和小车间的动摩擦因 数为，求在上述过程中，水平恒力F对小车做多少功? 图6-3-2 能力思维方法 【解析】本题中的m和M是通过摩擦相互联系的，题中 已经给出最后两者速速度均为v，解题的关键是要找 出s车和s木的关系 由于s车=vt,s木=v平均t=(v/2)t，所以s车/s木=2/1 根据动能定理，对于木块有 mgs木=1/2mv2-0 对于车有 WF-mgs车=Mv2/2-Mv2/2=0 将式、式和式联系起来，可得W=mv2 能力思维方法 【例4】总质量为M的列车沿水平直线轨

10、道匀速 前进，其末节车厢质量为m，中途脱节，司机 发觉时，机车已行驶了L的距离，于是立即关 闭油门，除去牵引力.设阻力与质量成正比， 机车的牵引力是恒定的，当列车的两部分都停 止时，它们的距离是多少? 能力思维方法 【解析】此题用动能定理求解比用运动学结合牛 顿第二定律求解简单.先画出草图如图6-3-3所示， 图6-3-3 能力思维方法 根据动能定理便可解得. FL-(M-m)gs1=-1/2(M-m)v02 对末节车厢，根据动能定理有 -mgs2 =-1/2mv02 而s=s1-s2. 由于原来列车匀速运动，所以F=Mg. 以上方程联立解得s=ML/(M-m) 能力思维方法 【解题回顾】物体

11、运动有几个过程时，应注意对全 过程列式，解答此类题，关键是分清整个过程中牵 引力做功及初末状态的动能. 此题也可用功能补偿的思路来解.假设中途脱节时， 司机立即发觉并立即关闭油门，则车厢和机车会停 在同一地点：但因行驶L距离后刹车，在该过程中， 牵引力做功为gL,这部分功却用来补偿机车多行 驶距离克服运动阻力所做的功，则有 MgL=(M-m)gs. 由此解得：s=ML/(M-m) 延伸拓展 【例5】在某市区内，一辆小汽车在平直的公路上以 速度vA向东匀速行驶，一位观光游客正由南向北从 斑马线上横过马路，汽车司机发现前方有危险(游客 正在D处).经0.7s作出反应，紧急刹车，但仍将正步 行至B处

12、的游客撞伤，该汽车最终在C处停下，为了 清晰了解事故现场，现以图6-3-4模拟之： 图6-3-4 延伸拓展 为了判断汽车司机是否超速行驶，警方派一警车以 法定最高速度vm=14.0m/s行驶在同一马路的同一地 段，在肇事汽车的起始制动点A紧急刹车，经14.0m 停下来，在事故现场测得AB=17.5m、BC=14.0m、 BD=2.6m问 (1)该肇事汽车的初速度vA是多大? (2)游客横过马路的速度大小?(g取10m/s2) 延伸拓展 【解析】(1)以肇事汽车为研究对象，由动能定理， 得 -mgs=1/2mv2-1/2mv20 将v0=14.0m/s,s=14.0m,v=0,代入得g=7.0m/s2 因为警车行驶条件与肇事汽车相同，所以肇事汽 车的初