2022届高考物理一轮复习第六章机械能守恒第四节动能和动能定理学案新人教版

1、第四节动能和动能定理1物体由于运动而具有的能量，称为动能。单位是焦耳(j)，常用ek表示。2如果一个物体质量为m，速度为v，则这个物体的动能表达式为ekm2。3动能定理：合外力对物体所做的总功等于物体动能的增量。当做正功时物体动能增加，做负功时物体动能减少，做功为零时动能不变。例质量为4t的汽车，以恒定功率沿平直公路行驶，在一段时间内前进了100 m，其速度从36 km/h增加到54 km/h。若车受到的阻力恒定，且阻力因数为0.02，求这段时间内汽车所做的功。(g10 m/s2)解：由动能定理，可得wwfmvmv 又wfffskmgs其中v136 km/h10 m/s，v254 km/h15

2、 m/s，k0.02，s100 m解得wm(vv)kmgs4103(152102) j0.02410310100 j3.3105 j例1一轻弹簧左端固定在墙壁上，右端自由，一质量为m的滑块从距弹簧右端l0的p点以初速度v0正对弹簧运动，如图所示，滑块与水平面的动摩擦因数为，在与弹簧碰后又反弹回来，最终停在距p点为l1的q点，求在滑块与弹簧的碰撞过程中弹簧的最大压缩量。【解析】 设弹簧最大压缩量为x，在滑块向左运动的过程中，由动能定理可得：mg(xl0)w弹0mv在滑块返回的过程中，由动能定理得w弹mg(xl0l1)0解得xl0【答案】 l0例2如图所示是公路上的“避险车道”，车道表面是粗糙的碎

3、石，其作用是供下坡的汽车在刹车失灵的情况下避险。质量m2.0103 kg的汽车沿下坡行驶，当驾驶员发现刹车失灵的同时发动机失去动力，此时速度表示数v136 km/h，汽车继续沿下坡匀加速直行l350 m、下降高度h50 m时到达“避险车道”，此时速度表示数v272 km/h。(g10 m/s2)(1)求从发现刹车失灵至到达“避险车道”这一过程汽车动能的变化量；(2)求汽车在下坡过程中所受的阻力；(3)若“避险车道”与水平面间的夹角为17，汽车在“避险车道”受到的阻力是在下坡公路上的3倍，求汽车在“避险车道”上运动的最大位移。( sin 170.3)【解析】 (1)由ekmvmv得ek3.010

4、5 j(2)由动能定理有mghfflmvmv得ff2.0103 n(3)设汽车在“避险车道”上运动的最大位移是x，由动能定理有(mg sin 173ff)x0mv得x33.3 m。【答案】(1)3.0105 j(2)2.0103 n(3)33.3 m1一个物体以初速度v竖直向上抛出，它落回原处时的速度为，设运动过程中阻力大小保持不变，则重力与阻力之比为()a53b43 c21d112物体a和b质量相等，a置于光滑的水平面上，b置于粗糙水平面上，开始时都处于静止状态，在相同的水平力f作用下移动相同的位移，则()a力f对a做功较多，a的动能较大b力f对b做功较多，b的动能较大c力f对a和b做功相同

5、，a和b的动能相同d力f对a和b做功相同，但a的动能较大3如图所示，abcd是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底bc的连接处都是一段与bc相切的圆弧，bc是水平的，其距离d0.50 m。盆边缘的高度h0.30 m。在a处放一个质量为m的小物块并让其从静止开始下滑。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0.10。小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 ()a0.50 m b0.25 mc0.10 m d04(多选)某人通过光滑滑轮将质量为m的体，沿光滑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()a物体所

6、受的合力做功为mghmv2b物体所受的合力做功为mv2c人对物体做的功为mghd人对物体做的功大于mgh5取水平地面为重力势能零点。一物块从某一高度水平抛出，在抛出点其动能与重力势能恰好相等。不计空气阻力，该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为()a. b. c. d.6(多选)某人用力将一质量为m的物体从离地面高为h的地方竖直上抛，上升的最大高度为h(相对于抛出点)，设抛出时初速度为v0，落地时速度为vt，那么此人在抛出物体过程中对物体所做功为()amgh bmghc.mvmgh d.mv7(多选)如图甲、乙、丙所示，质量均为m的小球从倾角分别为1、2、3，但高度相同的光滑斜面顶端由静止开

7、始下滑，若已知123，则当它们到达斜面底端时，以下分析中正确的是()a小球从开始下滑到滑至底端的过程中，重力所做的功相同b小球的速度相同c小球的机械能相同d小球重力做功的瞬时功率相同8如图所示，与水平面夹角60的斜面和半径r0.4 m的光滑圆轨道相切于b点，且固定于竖直平面内。滑块(可视为质点)从斜面上的a点由静止释放，经b点后沿圆轨道运动，通过最高点c时轨道对滑块的弹力为零。已知滑块与斜面间动摩擦因数，g取10 m/s2，求：(1)滑块在c点的速度大小vc；(2)滑块在b点的速度大小vb；(3)a、b两点间的高度差h。1(多选)一个质量为1 kg的物体被人用手由静止向上提升1 m，这时物体的

8、速度是2 m/s，则下列说法中正确的是(g取10 m/s2)()a手对物体做功12 jb合外力对物体做功2 jc合外力对物体做功10 jd物体克服重力做功10 j2两个材料相同的物体，甲的质量大于乙的质量，以相同的初动能在同一水平面上滑动，最后都静止，它们滑行的距离是()a乙大 b甲大c一样大 d无法比较3一物体质量为2 kg，以4 m/s的速度在光滑水平面上向左滑行。从某时刻起作用一向右的水平力，经过一段时间后，滑块的速度方向变为水平向右，大小为4 m/s，在这段时间内，水平力做功为()a0 b8 j c16 j d32 j4(多选)一物体自t0时开始做直线运动，其速度图线如图所示。下列选项

9、正确的是()a在06 s内，物体离出发点最远为30 mb在06 s内，物体经过的路程为40 mc在04 s内，物体的平均速率为7.5 m/sd56 s内，物体所受的合外力做负功5(多选)在平直公路上，汽车由静止开始做匀加速直线运动，当速度达到vmax后，立即关闭发动机直至静止，vt图象如图所示，设汽车的牵引力为f，受到的摩擦力为ff，全程中牵引力做功为w1，克服摩擦力做功为w2，则()afff13 bw1w211cfff41 dw1w2136一子弹以水平速度v射入一块固定的木块中，射入深度为s，设子弹在木块中受到的阻力是恒定的，那么当子弹以的速度水平射入此木块中时，射入的深度为()as b.

10、c. d. 7(多选)一物体在外力的作用下从静止开始做直线运动，合外力方向不变，大小随时间的变化如右图所示。设该物体在t0和2t0时刻相对于出发点的位移分别是x1和x2，速度分别是v1和v2，合外力从开始至t0时刻做的功是w1，从t0至2t0时刻做的功是w2，则()ax25x1v23v1 bx19x2v25v1cx25x1w28w1 dv23v1w29w18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

11、点的过程中克服摩擦力所做的功。则()awmgr，质点恰好可以到达q点bwmgr，质点不能到达q点cwmgr，质点到达q点后，继续上升一段距离dwmgr，质点到达q点后，继续上升一段距离9如图所示，倾角37，质量m5 kg的粗糙斜面位于水平地面上，质量m2 kg的木块置于斜面顶端，从静止开始匀加速下滑，经t2 s到达底端，运动路程l4 m，在此过程中斜面保持静止( sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2)，求：(1)地面对斜面的摩擦力大小与方向；(2)地面对斜面的支持力大小；(3)通过计算证明木块在此过程中满足动能定理。10质量为m的物体以速度v0竖直向上抛出，物体落回到地面

12、时，速度大小为v0(设物体在运动过程中所受空气阻力大小不变)，求：(1)物体运动过程中所受空气阻力的大小；(2)物体以初速度2v0竖直上抛时最大高度；(3)若物体落地时碰撞过程中无能量损失，求物体运动的总路程。11如图所示为一遥控电动赛车(可视为质点)和它的运动轨道示意图。假设在某次演示中，赛车从a位置由静止开始运动，经2 s后关闭电动机，赛车继续前进至b点后水平飞出，赛车能从c点无碰撞地进入竖直平面内的圆形光滑轨道，d点和e点分别为圆形轨道的最高点和最低点已知赛车在水平轨道ab段运动时受到的恒定阻力为0.4 n，赛车质量为0.4 kg，通电时赛车电动机的输出功率恒为2 w，b、c两点间高度差

13、为0.45 m，c与圆心o的连线和竖直方向的夹角37，空气阻力忽略不计，g10 m/s2， sin 370.6，cos 370.8，求：(1)赛车通过c点时的速度大小；(2)赛道ab的长度；(3)要使赛车能通过圆轨道最高点d后回到水平赛道eg，其半径需要满足什么条件。第四节动能和动能定理课堂练习1a2.d3.d4.bd5.b6.acd7.ac8【答案】(1)2 m/s(2)4 m/s(3) m【解析】(1)通过最高点c时轨道对滑块的弹力为零，对滑块，在c点由牛顿第二定律可得：mgm，所以vc m/s2 m/s；(2)滑块在光滑圆轨道上运动时机械能守恒，故有：mvmvmgr(1cos 60)解得

14、：vb4 m/s；(3)滑块从a到b只有重力、摩擦力做功，由动能定理可得：mghmgcos 60mv解得：h m。课后练习1abd2.a3.a4.bc5.bc6.d7.ac8.c9【答案】(1)f3.2 n，方向向左(2)67.6 n(3)合外力做功等于动能的变化量等于16 j，满足动能定理【解析】(1)滑块由静止开始匀加速下滑， 由slat2得a2 m/s2 对木块受力分析，如图1所示：则：mgsin f1mamgcos n10对斜面受力分析，如图2所示：则： f2n1sin f1cos 联立以上三式可得： f23.2 n, 方向向左即地面对斜面的摩擦力大小为3.2 n，方向向左。(2)地面对斜面的支持力n则： nmgn1cos f1sin 解得：n67.6 n。(3)木块在下滑过程中，沿斜面方向的合力及该合力所做的功为：fmgsin f1wfl16 j木块末速度vat4 m/s木块动能的增量ekmv216 j由此可知木块下滑过程中wek，即满足动能定理。10【答案】(1)mg(2)h，s【解析】(1)上升阶段：mghfh0mv，下降阶段：mghfhm(v0)20，得 fmg。(2)设上升最大高度为h，mghfh0m(2v0)2，得h。(3)设总路程为s，全过程位移为0，所