高考物理总复习 第五章 机械能 基础课2 动能 动能定理课件

1、基础课基础课2动能动能定理动能动能定理动能动能1.定义：定义：物体由于物体由于而具有的能叫动能。而具有的能叫动能。2.公式：公式：Ek。3.单位：单位：，1 J1 Nm1 kgm2/s2。4.矢标性：矢标性：动能是动能是，只有正值。，只有正值。5.状态量：状态量：动能是动能是，因为，因为v是瞬时速度。是瞬时速度。知 识 排知 识 排查查运动运动焦耳焦耳标量标量状态量状态量动能定理动能定理1.内容：内容：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中 。2.表达式：表达式：W或或WEk2Ek1。3.物理意义：物理意义： 的功是物体动能变化的量度。

2、的功是物体动能变化的量度。动能的变化动能的变化合外力合外力4.适用条件适用条件(1)动能定理既适用于直线运动，也适用于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，也可以力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以。5.应用动能定理解决的典型问题大致分为两种应用动能定理解决的典型问题大致分为两种(1)单一物体的单一过程或者某一过程；单一物体的单一过程或者某一过程；(2)单一物体的多个过程。动能定理由于不涉及加速度和时单一物体的多个过程。动能定理由于不涉及加速度和时间，比动力学研究方法要简便。间，比动力

3、学研究方法要简便。曲线运动曲线运动变力做功变力做功间断作用间断作用1.思考判断思考判断(1)一定质量的物体动能变化时，速度一定变化，但速度变一定质量的物体动能变化时，速度一定变化，但速度变化时，动能不一定变化。化时，动能不一定变化。()(2)动能不变的物体一定处于平衡状态。动能不变的物体一定处于平衡状态。()(3)如果物体所受的合外力不为零，那么合外力对物体做功如果物体所受的合外力不为零，那么合外力对物体做功一定不为零。一定不为零。()答案答案(1)(2)(3)小 题 速小 题 速练练2.(2016四川理综，四川理综，1)韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的

4、运动员。他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿冠的运动员。他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑助滑区区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功1 900 J，他克服阻力做功他克服阻力做功100 J。韩晓鹏在此过程中。韩晓鹏在此过程中()A.动能增加了动能增加了1 900 JB.动能增加了动能增加了2 000 JC.重力势能减小了重力势能减小了1 900 J D.重力势能减小了重力势能减小了2 000 J解析解析由题可得，重力做功由题可得，重力做功WG1 900 J，则重力势能减少，则重力势能减少1 900 J ，故选项，故选项C正确，正确，D错误；由动

5、能定理得，错误；由动能定理得，WGWfEk，克服阻力做功，克服阻力做功Wf100 J，则动能增加，则动能增加1 800 J，故选项，故选项A、B错误。错误。答案答案C对动能定理的理解及应用对动能定理的理解及应用1.对对“外力外力”的两点理解的两点理解(1)“外力外力”指的是合外力，可以是重力、弹力、摩擦力、电指的是合外力，可以是重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力或其他力，它们可以同时作用，也可以不同时场力、磁场力或其他力，它们可以同时作用，也可以不同时作用。作用。(2)“外力外力”既可以是恒力，也可以是变力。既可以是恒力，也可以是变力。2.公式公式W合合Ek中中“”体现的三个关系体现的三个关系

6、1.(2017广东六校联考广东六校联考)北京获得北京获得2022年冬奥会举办权，冰壶是年冬奥会举办权，冰壶是冬奥会的比赛项目。将一个冰壶以一定初速度推出后将运动冬奥会的比赛项目。将一个冰壶以一定初速度推出后将运动一段距离停下来。换一个材料相同、质量更大的冰壶，以相一段距离停下来。换一个材料相同、质量更大的冰壶，以相同的初速度推出后，冰壶运动的距离将同的初速度推出后，冰壶运动的距离将()A.不变不变 B.变小变小C.变大变大 D.无法判断无法判断答案答案A2. (多选多选)如图如图1所示，电梯质量为所示，电梯质量为M，在它的水平地，在它的水平地板上放置一质量为板上放置一质量为m的物体。电梯在钢索

7、的拉力作的物体。电梯在钢索的拉力作用下竖直向上加速运动，当电梯的速度由用下竖直向上加速运动，当电梯的速度由v1增加到增加到v2时，上升高度为时，上升高度为H，则在这个过程中，下列说法，则在这个过程中，下列说法或表达式正确的是或表达式正确的是()图图1答案答案CD3.如图如图2所示，小物块从倾角为所示，小物块从倾角为的倾斜轨道上的倾斜轨道上A点由静止释放点由静止释放滑下，最终停在水平轨道上的滑下，最终停在水平轨道上的B点，小物块与水平轨道、倾点，小物块与水平轨道、倾斜轨道之间的动摩擦因数均相同，斜轨道之间的动摩擦因数均相同，A、B两点的连线与水平两点的连线与水平方向的夹角为方向的夹角为，不计物块

8、在轨道转折时的机械能损失，则，不计物块在轨道转折时的机械能损失，则动摩擦因数为动摩擦因数为()A.tan B.tan C.tan() D.tan()图图2答案答案B应用动能定理求解多过程问题应用动能定理求解多过程问题1.首先需要建立运动模型，选择合适的研究过程能使问题得以首先需要建立运动模型，选择合适的研究过程能使问题得以简化。当物体的运动过程包含几个运动性质不同的子过程时，简化。当物体的运动过程包含几个运动性质不同的子过程时，可以选择一个、几个或全部子过程作为研究过程。可以选择一个、几个或全部子过程作为研究过程。2.当选择全部子过程作为研究过程，涉及重力、大小恒定的阻当选择全部子过程作为研究

9、过程，涉及重力、大小恒定的阻力或摩擦力做功时，要注意运用它们的做功特点：力或摩擦力做功时，要注意运用它们的做功特点：(1)重力的功取决于物体的初、末位置，与路径无关；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路程的乘积。大小恒定的阻力或摩擦力的功等于力的大小与路程的乘积。3.专注过程与过程的连接状态的受力特征与运动特征专注过程与过程的连接状态的受力特征与运动特征(比如：比如：速度、加速度或位移速度、加速度或位移)。4.列整体列整体(或分过程或分过程)的动能定理方程。的动能定理方程。【典例】如图【典例】如图3所示，倾角所示，倾角45的粗糙平直导轨的

10、粗糙平直导轨AB与半径为与半径为R的光滑圆环轨道相切，切点为的光滑圆环轨道相切，切点为B，整，整个轨道处在竖直平面内。一质量为个轨道处在竖直平面内。一质量为m的小滑块的小滑块(可以可以看作质点看作质点)从导轨上离地面高为从导轨上离地面高为h3R的的D处无初速处无初速度下滑进入圆环轨道。接着小滑块从圆环最高点度下滑进入圆环轨道。接着小滑块从圆环最高点C水平飞出，恰好击中导轨上与圆心水平飞出，恰好击中导轨上与圆心O等高的等高的P点，点，不计空气阻力，已知重力加速度为不计空气阻力，已知重力加速度为g。求：。求：(1)滑块运动到圆环最高点滑块运动到圆环最高点C时的速度大小；时的速度大小；(2)滑块运动

11、到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小；滑块运动到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小；(3)滑块在斜面轨道滑块在斜面轨道BD间运动的过程中克服摩擦力做的功。间运动的过程中克服摩擦力做的功。图图3解析解析(1)小滑块从小滑块从C点飞出来做平抛运动，水平速度为点飞出来做平抛运动，水平速度为v0。(2)小滑块在最低点时速度为小滑块在最低点时速度为v，由动能定理得，由动能定理得在最低点由牛顿第二定律得在最低点由牛顿第二定律得解得解得FN6mg由牛顿第三定律得由牛顿第三定律得FN6mg(3)从从D到最低点过程中，设到最低点过程中，设DB过程中克服摩擦阻力做功过程中克服摩擦阻力做功Wf，由动能定理得由动能定理得

12、【拓展延伸【拓展延伸1】在在【典例】【典例】中，若小滑块刚好能过中，若小滑块刚好能过C点，求点，求滑块与轨道滑块与轨道AB间的动摩擦因数。间的动摩擦因数。解析解析小滑块刚好能过小滑块刚好能过C点，则在点，则在C点由牛顿第二定律得点由牛顿第二定律得小滑块由小滑块由D至至C过程，由动能定理得过程，由动能定理得【拓展延伸【拓展延伸2】在在【典例】【典例】中的滑块从轨道的中的滑块从轨道的P点由静止释点由静止释放，滑块与粗糙导轨间的动摩擦因数为放，滑块与粗糙导轨间的动摩擦因数为，求滑块整个运动，求滑块整个运动过程中在过程中在AB轨道上通过的总路程。轨道上通过的总路程。解析解析滑块在滑块在P点释放，滑块将

13、在两轨道间做往返运动，当点释放，滑块将在两轨道间做往返运动，当滑块到达滑块到达B点时的速度为零后滑块将只在圆弧轨道上运动，点时的速度为零后滑块将只在圆弧轨道上运动，故全过程由动能定理得故全过程由动能定理得mgsPBsin mgcos s0由几何关系得由几何关系得sPBR应用动能定理解题的基本思路应用动能定理解题的基本思路1.如图如图4所示，质量为所示，质量为m的小球，从离地面的小球，从离地面H高处从静止高处从静止开始释放，落到地面后继续陷入泥中开始释放，落到地面后继续陷入泥中h深度而停止，深度而停止，设小球受到空气阻力为设小球受到空气阻力为f，重力加速度为，重力加速度为g，则下列说，则下列说法

14、正确的是法正确的是()图图4答案答案C2.如图如图5所示，水平桌面上的轻质弹簧左端固定，右端与静止所示，水平桌面上的轻质弹簧左端固定，右端与静止在在O点质量为点质量为m1 kg的小物块接触而不连接，此时弹簧无的小物块接触而不连接，此时弹簧无形变。现对小物块施加形变。现对小物块施加F10 N水平向左的恒力，使其由静水平向左的恒力，使其由静止开始向左运动。小物块在向左运动到止开始向左运动。小物块在向左运动到A点前某处速度最大点前某处速度最大时，弹簧的弹力为时，弹簧的弹力为6 N，运动到，运动到A点时撤去推力点时撤去推力F，小物块最，小物块最终运动到终运动到B点静止。图中点静止。图中OA0.8 m，

15、OB0.2 m，重力加，重力加速度取速度取g10 m/s2。求小物块：。求小物块：(1)与桌面间的动摩擦因数与桌面间的动摩擦因数；(2)向右运动过程中经过向右运动过程中经过O点的速度；点的速度；(3)向左运动的过程中弹簧的最大压缩量。向左运动的过程中弹簧的最大压缩量。图图5解析解析(1)小物块速度达到最大时，加速度为零。小物块速度达到最大时，加速度为零。(3)弹簧最大压缩量为弹簧最大压缩量为xmax，对小物块运动的全过程，根据动，对小物块运动的全过程，根据动能定理得能定理得FxOAFf(2xmaxxOB)0，代入数值得代入数值得xmax0.9 m。答案答案(1)0.4(2)1.26 m/s(3

16、)0.9 m(2)设向右运动通过设向右运动通过O点时的速度为点时的速度为v0，从，从OB，1.解决物理图象问题的基本步骤解决物理图象问题的基本步骤(1)观察题目给出的图象，弄清纵坐标、横坐标所对应的物观察题目给出的图象，弄清纵坐标、横坐标所对应的物理量及图线所表示的物理意义。理量及图线所表示的物理意义。(2)根据物理规律推导出纵坐标与横坐标所对应的物理量间根据物理规律推导出纵坐标与横坐标所对应的物理量间的函数关系式。的函数关系式。(3)将推导出的物理规律与数学上与之相对应的标准函数关将推导出的物理规律与数学上与之相对应的标准函数关系式相对比，找出图线的斜率、截距、图线的交点、图线下系式相对比，

17、找出图线的斜率、截距、图线的交点、图线下方的面积所对应的物理意义，根据对应关系列式解答问题。方的面积所对应的物理意义，根据对应关系列式解答问题。动能定理与图象结合的问题动能定理与图象结合的问题2.四类图象所围四类图象所围“面积面积”的含义的含义1.用水平力用水平力F拉一物体，使物体在水平地面上由静止拉一物体，使物体在水平地面上由静止开始做匀加速直线运动，开始做匀加速直线运动，t1时刻撤去拉力时刻撤去拉力F，物体，物体做匀减速直线运动，到做匀减速直线运动，到t2时刻停止，其速度时刻停止，其速度时间时间图象如图图象如图6所示，且所示，且，若拉力，若拉力F做的功为做的功为W1，平均功率为平均功率为P

18、1；物体克服摩擦阻力；物体克服摩擦阻力Ff做的功为做的功为W2，平均功率为平均功率为P2，则下列选项正确的是，则下列选项正确的是()A.W1W2，F2Ff B.W1W2，F2FfC.P12Ff D.P1P2，F2Ff图图6答案答案B2.(2017江苏单科，江苏单科，3)一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处。物块初动能为原处。物块初动能为Ek0，与斜面间的动摩擦因数不变，则，与斜面间的动摩擦因数不变，则该过程中，物块的动能该过程中，物块的动能Ek与位移与位移x关系的图线是关系的图线是()解析解析设斜面的倾角为设斜面的倾角为，物块与斜面间的动摩擦因数为，物块与斜

19、面间的动摩擦因数为，物，物块质量为块质量为m，小物块沿斜面向上滑动过程，由动能定理得，小物块沿斜面向上滑动过程，由动能定理得，(mgsin mgcos )xEkEk0，即，即EkEk0(mgsin mgcos )x；设小物块滑到最高点的距离为；设小物块滑到最高点的距离为L，小物块沿斜面滑，小物块沿斜面滑动全过程由能量守恒定律得，动全过程由能量守恒定律得，EkEk0mgxsin mgcos (2Lx)(Ek02mgLcos )(mgsin mgcos )x，故选项，故选项C正确。正确。答案答案C3.(2017甘肃模拟甘肃模拟)如图如图7甲所示，一质量为甲所示，一质量为4 kg的物体静止在的物体静

20、止在水平地面上，让物体在随位移均匀减小的水平推力水平地面上，让物体在随位移均匀减小的水平推力F作用下作用下开始运动，推力开始运动，推力F随位移随位移x变化的关系如图乙所示，已知物变化的关系如图乙所示，已知物体与地面间的动摩擦因数体与地面间的动摩擦因数0.5，(取取g10 m/s2)，则下列，则下列说法正确的是说法正确的是()图图7答案答案B动能定理的综合应用动能定理的综合应用细心审题、规范细心审题、规范答题能力的培养答题能力的培养物理计算题历来是高考拉分题，试题综合性强，涉及物理过物理计算题历来是高考拉分题，试题综合性强，涉及物理过程较多，所给物理情境较复杂，物理模型较模糊甚至很隐蔽，程较多，

21、所给物理情境较复杂，物理模型较模糊甚至很隐蔽，运用的物理规律也较多，对考生的各项能力要求很高，为了运用的物理规律也较多，对考生的各项能力要求很高，为了在物理计算题上得到理想的分值，应做到细心审题、用心析在物理计算题上得到理想的分值，应做到细心审题、用心析题、规范答题。题、规范答题。【例】如图【例】如图8所示，水平路面所示，水平路面CD的右侧有一长度的右侧有一长度L12 m的的木板。一物块放在木板的最右端，并随木板一起向左侧固定木板。一物块放在木板的最右端，并随木板一起向左侧固定的平台运动，木板的上表面与平台等高。平台上表面的平台运动，木板的上表面与平台等高。平台上表面AB的长的长度度s3 m，

22、光滑半圆轨道，光滑半圆轨道AFE竖直固定在平台上，圆轨道半竖直固定在平台上，圆轨道半径径R0.4 m，最低点与平台，最低点与平台AB相切于相切于A点。当木板的左端与平点。当木板的左端与平台的距离台的距离L2 m时，木板与物块向左运动的速度时，木板与物块向左运动的速度v08 m/s。木板与平台的竖直壁碰撞后，木板立即停止运动，物块在木木板与平台的竖直壁碰撞后，木板立即停止运动，物块在木板上滑动并滑上平台。已知木板与路面间的动摩擦因数板上滑动并滑上平台。已知木板与路面间的动摩擦因数10.05，物块与木板的上表面及轨道，物块与木板的上表面及轨道AB间的动摩擦因数均为间的动摩擦因数均为20.1，物块质

23、量，物块质量m1 kg，取，取g10 m/s2。(1)求物块进入圆轨道时对轨道上的求物块进入圆轨道时对轨道上的A点的压力；点的压力；(2)判断物块能否到达圆轨道的最高点判断物块能否到达圆轨道的最高点E。如果能，求物块离开。如果能，求物块离开E点后在平台上的落点到点后在平台上的落点到A点的距离；如果不能，则说明理由。点的距离；如果不能，则说明理由。图图8审题流程审题流程第一步：把握过程，构建运动模型第一步：把握过程，构建运动模型过程过程1DC段段木板、物块共同向左减木板、物块共同向左减速运动速运动过程过程2木板与木板与BC碰撞后碰撞后物块在木板上匀减速运物块在木板上匀减速运动动过程过程3物块滑到

24、物块滑到BA上上物块在物块在BA上匀减速运上匀减速运动动过程过程4光滑半圆轨光滑半圆轨道上道上物块做圆周运动物块做圆周运动规范解答规范解答解析解析(1)设木板质量为设木板质量为M，物块随板运动撞击竖直壁，物块随板运动撞击竖直壁BC时的时的速度为速度为v1，设物块到设物块到A点时速度为点时速度为v2，由动能定理得，由动能定理得解得解得FN140 N由牛顿第三定律知，物块对轨道由牛顿第三定律知，物块对轨道A点的压力大小为点的压力大小为140 N，方，方向竖直向下。向竖直向下。(2)设物块能通过圆轨道的最高点，且在最高点处的速度为设物块能通过圆轨道的最高点，且在最高点处的速度为v3，由动能定理得由动能定理得解得解得x2.4 m。答案答案(1)140 N，方向竖直向下，方向竖直向下(2)能能2.4 m【针对训练】如图【针对训练】如图9是某同学的漫画中出现的装置，描述了是某同学的漫画中出现的装置，描述了一个一个“吃货吃货”用来做用来做“糖炒栗子糖炒栗子”的的“萌萌”事儿：将板栗在事儿：将板栗在地面小平台上以一定的