高考物理大一轮复习 专题五 机械能 第2讲 动能、动能定理课件

1、第2讲 动能、动能定理,一、动能,运动,1.概念：物体由于_而具有的能叫动能.,2.公式：ek_.,1 2,mv2,3.单位：焦耳，1 j1_.,kg m2s2,4.性质：动能是标量，是状态量，与 v 瞬时对应，具有相对,性，大小与参考系的选择_.,有关,二、动能定理,动能,1.内容：合外力对物体所做的功等于物体_的变化量. 3.注意事项 (1)合外力的功，是指物体所受的所有力在某一过程中所做 功的代数和. (2)位移和速度必须相对于同一个参考系，一般以地面为参 考系.,4.适用条件,曲线运动,变力做功,(1)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_. (3)

2、 力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以,_.,不同时作用,【基础检测】 (多选)关于动能定理的表达式 wek2ek1，下列说法正确,的是(,),a.公式中的 w 为不包含重力的其他力做的总功 b.公式中的 w 为包含重力在内的所有力做的功，也可通过 以下两种方式计算：先求每个力的功再求功的代数和或先求合 外力再求合外力的功 c.公式中的 ek2ek1为动能的增量，当 w0 时动能增加， 当 w0 时，动能减少 d.动能定理适用于直线运动，但不适用于曲线运动，适用 于恒力做功，但不适用于变力做功 答案：bc,考点 1 对动能定理的理解 重点归纳,1.对“外力”的两点理解,(1)“外力”指

3、的是合力，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，也可以不同时作用.,(2)既可以是恒力，也可以是变力.,2.“”体现的二个关系,典例剖析 例 1：如图 5-2-1 所示，一块长木板 b 放在光滑的水平面上， 在 b 上放一物体 a，现以恒定的外力拉 b，由于 a、b 间摩擦力 的作用，a 将在 b 上滑动，以地面为参考系，a、b 都向前移动,了一段距离.在此过程中(,),a.外力 f 做的功等于 a 和 b 动能的增量 b.b 对 a 的摩擦力所做的功，等于 a 的动 能增量 c.a 对 b 的摩擦力所做的功，等于 b 对 a,图 5-2-1,的摩擦力所做的功 d.外

4、力 f 对 b 做的功等于 b 的动能的增量,解析：a 物体所受的合外力等于 b 对 a 的摩擦力，对 a 物 体运用动能定理，则有 b 对 a 的摩擦力所做的功等于 a 的动能 的增量，即 b 正确；a 对 b 的摩擦力与 b 对a 的摩擦力是一对 作用力与反作用力，大小相等，方向相反，但是由于 a 在 b 上 滑动，a、b 对地的位移不等，故二者做功不相等，c 错误；对 b 应用动能定理， wf ekb，即 wfekb 就是外 力 f 对 b 做的功，等于 b 的动能增量与b 克服摩擦力所做的功 之和，d 错误；由前述讨论知 b 克服摩擦力所做的功与 a 的动 能增量(等于 b 对 a 的

5、摩擦力所做的功)不等，故 a 错误.,答案：b,【考点练透】 1.如图 5-2-2 所示，质量相同的物体分别自斜面 ac 和 bc 的顶端由静止开始下滑，物体与斜面间的动摩擦因数都相同， 物体滑到斜面底部 c 点时的动能分别为 ek1和 ek2，下滑过程中,),克服摩擦力所做的功分别为 w1 和 w2，则( 图 5-2-2,a. ek1ek2，w1w2,b. ek1ek2，w1w2 d. ek1w2,mgx，所以两种情,解析：设斜面的倾角为，斜面的底边长为 x，则下滑过程,中克服摩擦力做的功为 wmgcos ,x cos ,况下克服摩擦力做的功相等.又由于 b 的高度比 a 低，所以由动 能定

6、理可知 ek1ek2.故选 b. 答案：b,考点 2 动能定理的运用 重点归纳,1.动能定理中涉及的物理量有 f、s、m、v、w、ek 等，在 涉及含有上述物理量的问题时，可以考虑使用动能定理.动能定 理只需考虑过程中力做功的情况和初、末状态的动能，无需考 虑运动状态的细节，所以运用动能定理解题，往往比用牛顿运 动定律要简便.求解变力做功，曲线运动等问题时，应优先考虑 用动能定理.,2.动能定理是根据力在过程中做了多少功，导致动能变化 了多少来列方程的，所以运用动能定理时要注意选定运动过程.,典例剖析 例 2：如图 5-2-3 所示，质量为 m 的滑块从 h 高处的 a 点沿 倾斜轨道 ab

7、滑入水平轨道 bc(两轨道平滑连接)，滑块与倾斜轨 道及水平轨道间的动摩擦因数相同.滑块在 a、c 两点时的速度 大小均为 v、ab 长度与 bc 长度相等.空气阻力不计，则滑块从 a,到 c 的运动过程中(,),图 5-2-3,a.滑块的动能始终保持不变,b.滑块在 bc 过程克服阻力做的功一定等于,mgh 2,解析：由题意知，在滑块从 b 运动到 c 的过程中，由于摩 擦力做负功，动能在减少，所以 a 错误；从 a 到 c 的运动过程 中，根据动能定理：mghwf0，可得全程克服阻力做功 wf mgh，因在 ab 段、bc 段摩擦力做功不同，故滑块在 bc 过程,克服阻力做的功一定不等于,

8、mgh 2,，所以b 错误；滑块对 ab 段轨,道的正压力小于对 bc 段的正压力，故在 ab 段滑块克服摩擦力 做的功小于在 bc 段克服摩擦力做的功，即从 a 到b 克服摩擦力 d 错误. 答案：c,【考点练透】,2.如图 5-2-4 所示，质量为 m0.2 kg 的木块放在水平台面 上，台面比水平地面高出 h0.20 m，木块离平台的右端 l 1.7 m.质量为 m0.10 m 的子弹以 v0180 m/s 的速度水平射向 木块，当子弹以 v90 m/s 的速度水平射出时，木块的速度为 v19 m/s(此过程作用时间极短，可认为木块的位移为零).若木 块落到水平地面时与台面右端的水平距离

9、为 l1.6 m，求(取 g10 m/s2)：,(1)木块对子弹所做的功 w1 和子弹对木块所做的功 w2. (2)木块与台面间的动摩擦因数.,图 5-2-4,解：(1)根据动能定理，木块对子弹所做的功为,子弹对木块所做的功为,(2)设木块离开台面时的速度为 v2，木块在台面上滑行阶段 对木块由动能定理，有,联立解得0.50.,模型 运用动能定理巧解往复运动问题,在某些物体的运动中，其运动过程具有重复性、往返性， 而在这一过程中，描述物体的物理量多数是变化的，而重复的 次数又往往是无法确定的或者是无限性，求解这类问题时若运 用牛顿运动定律及运动学公式将非常繁琐，甚至无法解出.由于 动能定理只关

10、心物体的初、末状态而不计运动过程的细节，所 以用动能定理分析这类问题可使解题过程简化.,例 3：(2016 年四川成都高三检测)如图 5-2-5 所示，斜面的 倾角为，质量为 m 的滑块距挡板 p 的距离为 x0，滑块以初速 度 v0 沿斜面上滑，滑块与斜面间的动摩擦因数为，滑块所受 摩擦力小于重力沿斜面向下的分力.若滑块每次与挡板相碰均,无机械能损失，滑块经过的总路程是(,),图 5-2-5,解析：滑块最终要停在斜面底部，设滑块经过的总路程为 x，对滑块运动的全程应用功能关系，全程所产生的热量为 q,选项 a 正确. 答案：a,备考策略：(1)应用动能定理求解往复运动问题时，要确定,物体的初

11、状态和最终状态.,(2)重力做功与物体运动路径无关，可用 wgmgh 直接求,解.,(3)滑动摩擦力做功与物体运动路径有关，其功的大小可用,wfffs 求解，其中 s 为物体相对滑行的路程.,【触类旁通】,(2015 年广东茂名一中检测)滑板运动是极限运动的鼻祖， 许多极限运动项目均由滑板项目延伸而来.如图 5-2-6 所示是滑 板运动的轨道，bc 和 de 是两段光滑圆弧形轨道，bc 段的圆 心为 o点，圆心角为60，半径 oc与水平轨道cd 垂直，水平 轨道 cd 段粗糙且长 8 m.一运动员从轨道上的 a 点以 3 m/s 的 速度水平滑出，在 b 点刚好沿轨道的切线方向滑入圆弧轨道 b

12、c，经 cd 轨道后冲上 de 轨道，到达 e 点时速度减为零，然 后返回.已知运动员和滑板的总质量为 60 kg，b、e 两点与水平 面 cd 的竖直高度分别为 h 和 h，且 h2 m，h2.8 m，g 取 10 m/s2.求：,(1)运动员从 a 运动到达 b 点时的速度大小 vb. (2)轨道 cd 段的动摩擦因数.,(3)通过计算说明，第一次返回时，运动员能否回到 b 点？ 如能，请求出回到 b 点时速度的大小；如不能，则最后停在何 处？,图 5-2-6,解：(1)由题意可知 vb,v0 cos 60,解得 vb2v0 6 m/s. (2)由 b 点到 e 点，由动能定理可得 mghmgscd mgh,由式代入数据可解得0.125. (3)设运动员能到达