6.2+动能定理及其应用+课件+-2027届高考物理一轮复习

第27课时动能定理及其应用√√×××√解析

1.√2.√

动能是标量,与速度的二次方成正比。动能变化意味着速度大小必然变化;但速度方向改变而大小不变时(如匀速圆周运动),动能不变。3.×

动能不变仅说明速度大小不变,但速度方向可能改变(如匀速圆周运动),此时物体受力不平衡,不处于平衡状态。4.×

若合力方向始终与速度方向垂直(如匀速圆周运动),则只改变速度方向而不改变速度大小,动能不变。5.×

动能不变只说明合力做功为零,但合力不一定为零。6.√

根据动能定理,合力对物体做的功等于物体动能的变化量。考点一对动能和动能定理的理解1.动能(1)定义:物体由于运动而具有的能量叫作动能。(2)公式:Ek=

。

(3)单位:焦耳,1J=1N·m=1kg·m2/s2。(4)标矢性:动能是标量,动能与速度方向无关。

2.动能定理(1)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

。

(2)表达式:W合=ΔEk=

。

(3)物理意义:

的功是物体动能变化的量度。

说明:(1)动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系的,一般以地面或相对地面静止的物体为参考系。(2)动能是标量,动能定理是标量式,解题时不能分解动能。动能的变化

合力典例1

(2025扬州学情调研)某同学想测试自己的弹跳力,在教室门口竖直向上跳起,手指刚好碰到门窗上沿,已知该同学身高1.75m,体重约为60kg,门窗上沿离地2.6m,则他双脚离地时的动能约为(

)A.240J B.510J C.1035J D.1560JA

D

考点二动能定理的应用应用动能定理的解题流程

考向1

动能定理的简单计算典例3

(2025南京汉开书院月考)“抛石机”是古代战争中常用的一种设备,某学习小组设计的抛石机模型如图所示,其长臂的长度L

=2m,开始时处于静止状态,与水平面间的夹角α=37°;将质量为m=10.0kg的石块装在长臂末端的口袋中,对短臂施力,当长臂转到竖直位置时立即停止转动,石块被水平抛出,其落地位置与抛出位置间的水平距离x

=12m。不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2,取水平地面为重力势能零参考平面。sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:(1)石块在最高点的重力势能Ep;(2)石块水平抛出的速度大小v0;(3)抛石机对石块所做的功W。答案

(1)320J

(2)15m/s

(3)1445J考向2

动能定理计算变力做功典例4

如图所示,一质量为1kg的物体以3m/s的速度从A点沿AB圆弧下滑,滑到B点时的速度仍为3m/s,则物体从A到B的过程中合力做功为(

)A.4.5J B.0C.9J D.无法计算B对点演练1

(2025无锡期中)如图所示,一质量为m的小球,用长为L的轻绳静止悬挂于O点的正下方P点。小球在水平恒力F的作用下,从P点运动到Q点,立即撤去F。已知F=mg,θ=30°,重力加速度为g。求:(1)水平拉力F做的功W;(2)小球回到P点时绳子的拉力FT。

考点三动能定理与图像结合问题力学中图像所围“面积”或斜率的意义

典例5

(2022江苏卷)某滑雪赛道如图所示,滑雪运动员从静止开始沿斜面下滑,经圆弧滑道起跳。将运动员视为质点,不计摩擦力及空气阻力。此过程中,运动员的动能Ek与水平位移x的关系图像正确的是(

)A

对点演练2

(2025泰州二模)将一只皮球竖直向上抛出,皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比,皮球从抛出到落回抛出点过程中,其运动的动能Ek与上升高度h之间关系的图像可能正确的是(

)A解析

根据动能定理W合=F合x=ΔEk,可知Ek-h图像的切线斜率绝对值等于合力大小;上行过程的合力大小为F合=mg+Ff=mg+kv,可知上行过程随着速度的减小,合力大小逐渐减小,则Ek-h图像的切线斜率绝对值逐渐减小;下行过程的合力大小为F合'=mg-Ff=mg-kv,可知下行过程随着速度的增大,合力大小逐渐减小,则Ek-h图像的切线斜率绝对值逐渐减小;由于空气阻力总是做负功,所以经过同一位置时,上行时的动能总是比下行时的动能大。故选A。考点四动能定理在多过程问题中的应用1.分阶段应用动能定理(1)若题目需要求某一中间物理量,应分阶段应用动能定理。(2)物体在多个运动过程中,受到的弹力、摩擦力等力若发生了变化,力在各个过程中做功情况也不同,不宜全过程应用动能定理,可以研究其中一个或几个分过程,结合动能定理,各个击破。2.全过程应用动能定理(1)当物体运动过程包含几个不同的物理过程,又不需要研究过程的中间状态时,可以把几个运动过程看作一个整体,巧妙运用动能定理来研究,从而避开每个运动过程的具体细节,大大简化运算。(2)全过程列式时要注意①重力、弹簧弹力做功取决于物体的初、末位置,与路径无关。②大小恒定的阻力或摩擦力做功的数值等于力的大小与路程的乘积。典例6

(2025南京协同体七校期中)如图所示的装置放在水平地面上,该装置由弧形轨道、竖直圆轨道、水平直轨道AB和倾角θ=37°的斜轨道BC平滑连接而成。将质量m=0.2kg的小滑块从弧形轨道离地高H=2.0m的M处静止释放。已知滑块与轨道AB和BC间的动摩擦因数均为μ=0.25,弧形轨道和圆轨道均可视为光滑,忽略空气阻力,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:(1)小滑块运动到A点时的速度大小;(2)若滑块运动到D点时对轨道的压力大小为6N,求竖直圆轨道的半径;(3)若LAB=LBC=2.0m,试确定滑块最终停止的位置。

之后滑块在水平面上滑行返回