高考物理总复习专题5机械能第2讲动能动能定理市赛课公开课一等奖省名师获奖课件

第2讲动能、动能定理【考纲解读】1.了解动能概念；2.掌握动能定理，并能应用动能定了解答问题．1/53一、动能1．定义：物体因为________而含有能．2．表示式：Ek＝________.3．单位：________，1J＝1N·m＝1kg·m2/s2.4．矢标性：________量．5．瞬时性：v是瞬时速度．6．相对性：物体动能相对于不一样参考系普通不一样．考点O讲堂梳理自查运动

焦耳

标

2/53二、动能定理1．内容：力在一个过程中对物体做功，等于物体在这个过程中动能________．2．表示式：W＝Ek2－Ek1＝______________.3．适用范围(1)动能定理既适合用于直线运动，也适合用于________运动．(2)既适合用于恒力做功，也适合用于________做功．(3)力能够是各种性质力，既能够同时作用，也能够不一样时作用．改变

曲线

变力

3/531．[对动能定理考查](年河北邯郸月考)一质量为m小球，用长为L轻绳悬挂于O点，小球在水平拉力F作用下从平衡位置P点很迟缓地移到Q点，如图所表示，则力F做功为()A．mgLcosθ B．mgL(1－cosθ)C．FLsinθ D．FLcosθ4/53【答案】B【解析】小球从平衡位置P点迟缓地移动到Q点过程中，动能改变量为零，重力做负功，绳子拉力不做功，水平拉力F做功，依据动能定理求解拉力F所做功．小球从平衡位置P点迟缓地移动到Q点过程中，依据动能定理得W1－mgL(1－cosθ)＝0，得拉力F所做功为W1＝mgL(1－cosθ)，故选B．5/532.[对动能定理应用考查](多项选择)(届湖南衡阳检测)冰壶比赛场地如图，运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线MN处放手让冰壶滑出．设在某次投掷后发觉冰壶投掷初速度v0较小，直接滑行不能使冰壶沿虚线抵达尽可能靠近圆心O位置，于是运动员在冰壶抵达前用毛刷摩擦冰壶运行前方冰面，这么能够使冰壶与冰面间动摩擦因数从μ减小到某一较小值μ′，设经过这么擦冰，冰壶恰好滑行到圆心O点．关于这一运动过程，以下说法正确是()6/53A．为使此次投掷成功，必须在冰壶滑行路线上特定区间上擦冰B．为使此次投掷成功，能够在冰壶滑行路线上不一样区间上擦冰C．擦冰区间越靠近投掷线，冰壶滑行总时间越短D．擦冰区间越远离投掷线，冰壶滑行总时间越短【答案】BC7/53考点1动能定理与应用8/53(4)动能定理说明力对物体做功是引发物体动能改变原因，合外力做功过程实质上是其它形式能与动能相互转化过程，转化了多少由合外力做了多少功来度量．2．用动能定理求解变力功步骤(1)分析物体受力情况，确定力是恒力还是变力．(2)找出其中恒力功及变力功．(3)利用动能定理求解．9/5310/53(1)若弹簧劲度系数为k，求轻杆开始移动时，弹簧压缩量x；(2)求为使装置安全工作，允许该小车撞击最大速度vm.思绪剖析：(1)轻杆开始移动临界条件是什么？(2)小车撞击弹簧时若装置安全，轻杆向右移动不超出l时，此种情景下小车撞击速度最大．11/5312/53练1如图所表示，一辆汽车经过图中细绳拉起井中质量为m重物．开始时汽车在A点，绳子已拉紧且竖直，左侧绳长为H.汽车加速向左运动，沿水平方向从A经过B驶向C，且A，B间距离也为H，汽车过B点时速度为v0.求汽车由A移动到B过程中，绳拉力对重物做功．设绳和滑轮质量及摩擦力不计，滑轮、汽车大小都不计．13/53【解析】将汽车抵达B点时速度v0分解如图所表示，汽车抵达B点时物体速度与同一时刻沿绳方向速度分量v1相等，即物体速度v1＝v0cosθ由题意知，θ＝45°14/531．应用动能定了解题步骤15/532．应用动能定了解题注意事项(1)动能定理研究对象能够是单一物体，或者是能够看作单一物体物体系统．(2)当题目中包括位移和速度而不包括时间或处理曲线运动中速率问题时都可优先考虑动能定理．(3)应用动能定理时，必须明确各力做功正、负．16/53动能定理与图象结合问题分析方法1．首先看清楚所给图象种类(如v－t图象，F－x图象，Ek－x图象等)．2．挖掘图象隐含条件——求出所需要物理量，如由v－t图象所包围“面积”求位移，由F－x图象所包围“面积”求功等．3．分析有哪些力做功，依据动能定理列方程，求出对应物理量．考点2动能定理与图象相结合17/53例2伦敦奥运会女子10米(即跳台距水面10m)跳台比赛中，我国小将陈若琳技压群芳夺得冠军．设陈若琳质量为m＝50kg，其体形可等效为长度L＝1.0m，直径d＝0.3m圆柱体，不计空气阻力，当她跳起抵达最高点时，她重心离跳台台面高度为0.70m，在从起跳到接触水面过程中完成一系列动作，入水后水等效阻力F(不包含浮力)作用于圆柱体下端面，F数值随入水深度y改变函数图象如图所表示，该直线与F轴相交于F＝2.5mg处，与y轴相交于y＝h(某一未知深度)处，为了确保运动员安全，水池必须有一定深度，已知水密度ρ＝1×103kg/m3，g取10m/s2，依据以上数据估算：18/53(1)起跳瞬间所做功；(2)从起跳到接触水面过程时间；(3)跳水池最少应为多深？(保留2位有效数字)【答案】(1)100J(2)1.63s(3)6.6m19/5320/5321/53练2(年江苏南通质检)如图所表示，一物体以某一初速度v0从固定粗糙斜面底端上滑至最高点又返回底端过程中，以沿斜面向上为正方向．若用h，x，v和Ek分别表示物块距水平地面高度、位移、速度和动能，t表示运动时间．则可能正确图象是()22/5323/531．处理物理图象问题基本方法(1)观察题目给出图象，搞清纵坐标、横坐标所对应物理量及图线所表示物理意义．(2)结合图象找出图线斜率、截距、交点、图线下面积所对应物理意义．(3)依据对应关系列式解答问题．24/532．图象所围“面积”意义(1)v－t图：由公式x＝vt可知，v－t图线与坐标轴围成面积表示物体位移．(2)a－t图：由公式Δv＝at可知，a－t图线与坐标轴围成面积表示物体速度改变量．(3)F－x图：由公式W＝Fx可知，F－x图线与坐标轴围成面积表示力所做功．(4)P－t图：由公式W＝Pt可知，P－t图线与坐标轴围成面积表示力所做功．25/531．利用动能定理处理问题时，选择适当研究过程能使问题得以简化．当物体运动过程包含几个运动性质不一样子过程时，能够选择一个、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，包括重力、大小恒定阻力或摩擦力做功时，要注意利用它们功效特点：(1)重力功取决于物体初、末位置，与路径无关．(2)大小恒定阻力或摩擦力功等于力大小与旅程乘积．考点3动能定理在多过程中应用26/53例3山地滑雪是人们喜爱一项体育运动．一滑雪道ABC底部是一段半径为R圆弧，圆弧末端C切线沿水平方向，C点到地面之间是一悬崖峭壁，如图所表示．已知AC间高度差为h，运动员连同滑雪装备总质量为m，开始时运动员从A点由静止下滑，滑到C点后被水平抛出，当抛出时间为t时，迎面遭遇一股强风，最终运动员落到了与起点A高差为H水平雪地上，落地时速度大小为v，不计遭遇强风前空气阻力和雪道摩擦阻力，重力加速度为g.求：27/53(1)运动员抵达C点所受支持力大小；(2)运动员刚遭遇强风时速度大小及距地面高度；(3)强风对运动员所做功为多大？28/53思绪剖析：(1)运动员整体由A到C机械能守恒吗？怎样求C点速度和支持力？(2)离开C点后时间为t内运动员做什么运动？怎样求解？(3)运动员整个运动过程受哪些力作用？哪些力做了功？怎样由动能定理列式？29/5330/5331/53练3如图所表示，轻弹簧左端固定在竖直墙上，右端点在O位置．质量为m物块A(可视为质点)以初速度v0从距O点右方x0P点处向左运动，与弹簧接触后压缩弹簧，将弹簧右端压到O′点位置后，A又被弹簧弹回．A离开弹簧后，恰好回到P点．物块A与水平面间动摩擦因数为μ.求：32/53(1)物块A从P点出发又回到P点过程，克服摩擦力所做功；(2)O点和O′点间距离x1；(3)若将另一个与A完全相同物块B(可视为质点)与弹簧右端拴接，将A放在B右边，向左压A，B，使弹簧右端压缩到O′点位置，然后从静止释放，A，B共同滑行一段距离后分离．分离后物块A向右滑行最大距离x2是多少？33/5334/5335/53处理多过程问题时，对整体应用动能定理求解较简捷；但要尤其注意分析各个力做功特点，比如：重力做功与实际路径无关，只与始末位置高度差相关；滑动摩擦力做功与旅程相关．36/53热点题组一动能定理了解1．(多项选择)(届山西四校联考)如图所表示，卷扬机绳索经过定滑轮用力F拉位于粗糙斜面上木箱，使之沿斜面向上加速移动．在移动过程中，以下说法中正确是()模拟精选·组合专练A．F对木箱做功等于木箱增加动能与木箱克服摩擦力所做功之和B．F对木箱做功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做功之和C．木箱克服重力所做功等于木箱增加重力势能D．F对木箱做功等于木箱增加机械能与木箱克服摩擦力做功之和37/53【答案】CD【解析】木箱在上升过程中，由动能定理可知WF－mgh－Wf＝ΔEk，故有WF＝mgh＋Wf＋ΔEk，由此可知选项A、B错误，D正确；木箱上升过程中，重力做负功，重力势能增加，木箱克服重力做功等于木箱增加重力势能，选项C正确．38/53热点题组二动能定理求解变力做功2．(届江苏南通质检)某同学参加学校运动会立定跳远项目比赛，起跳直至着地过程如图，测量得到比赛成绩是2.5m，目测空中脚离地最大高度约0.8m，忽略空气阻力，则起跳过程该同学所做功约为()A．65J B．350JC．700J D．1250J【答案】C39/5340/5341/53【答案】C42/53热点题组三动能定理与图象结合4．(多项选择)(届江西师大附中检测)一个质量为m＝2kg物块静止放置在粗糙水平地面O处，物块与水平面间动摩擦因数μ＝0.5，在水平拉力F作用下物块由静止开始沿水平地面向右运动，经过一段时间后，物块回到出发点O处，取水平向右为速度正方向，如图甲所表示，物块运动过程中其速度v随时间t改变规律如图乙所表示，重力加速度g取10m/s2，则()43/53A．物块经过4s时间到出发点B．4.5s时刻水平力F大小为16NC．6s内摩擦力对物体先做负功，后做正功，总功为零D．物块运动到第4s时改变水平拉力方向【答案】BD44/5345/5346/53【答案】B47/53热点题组四动能定理在多过程中应用6．(年梧州模拟)如图所表示，倾角为37°粗糙斜面AB底端与半径R＝0.4m光滑半圆轨道BC