高考物理一輪總復(fù)習 第五章 機械能及其守恒定律 第15講 動能定理及其應(yīng)用課件

《高考物理一輪總復(fù)習 第五章 機械能及其守恒定律 第15講 動能定理及其應(yīng)用課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理一輪總復(fù)習 第五章 機械能及其守恒定律 第15講 動能定理及其應(yīng)用課件（55頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、機 械 能 及 其 守 恒 定 律第 五 章第 15講 動 能 定 理 及 其 應(yīng) 用 考 綱 要 求 考 情 分 析 命 題 趨 勢1.對 動 能 定 理 的 理 解 2 動 能 定 理 的 應(yīng) 用 3 動 能 定 理 與 圖 象 結(jié)合 的 問 題 2016全 國 卷 ， 212015海 南 卷 ， 42015天 津 卷 ， 102014全 國 卷 ， 162013全 國 卷 ， 24 動 能 定 理 是 力 學 的 重 要規(guī) 律 之 一 ， 對 求 解 涉 及 位 移的 過 程 問 題 非 常 簡 便 ， 在 高考 中 也 有 很 重 要 的 地 位 欄 目 導(dǎo) 航 板 塊 一板 塊 二板

2、 塊 三 板 塊 四 1 動 能 (1)定 義 ： 物 體 由 于 _而 具 有 的 能 (2)公 式 ： Ek _. (3)單 位 ： _， 1 J 1 Nm 1 kgm2/s2. (4)標 矢 性 ： 動 能 是 _， 只 有 正 值 ， 動 能 與 速 度 方 向 _. (5)動 能 的 變 化 ： 物 體 _與 _之 差 ， 即 Ek_.考 點 動 能 定 理 及 其 應(yīng) 用運 動 焦 耳 標 量 無 關(guān) 末 動 能 初 動 能 2 動 能 定 理 (1)內(nèi) 容 ： 在 一 個 過 程 中 合 力 對 物 體 所 做 的 功 ， 等 于 物 體 在 這 個 過 程 中_. (2)表 達

3、 式 ： W Ek Ek2 Ek1 _. (3)物 理 意 義 ： _的 功 是 物 體 動 能 變 化 的 量 度 (4)適 用 條 件 動 能 定 理 既 適 用 于 直 線 運 動 ， 也 適 用 于 _. 既 適 用 于 恒 力 做 功 ， 也 適 用 于 _做 功 力 可 以 是 各 種 性 質(zhì) 的 力 ， 既 可 以 同 時 作 用 ， 也 可 以 _作 用 動 能 的 變 化 合 力 曲 線 運 動 變 力 分 階 段 1 請 判 斷 下 列 表 述 是 否 正 確 ， 對 不 正 確 的 表 述 ， 請 說 明 原因 (1)動 能 是 機 械 能 的 一 種 表 現(xiàn) 形 式 ，

4、 凡 是 運 動 的 物 體 都 具 有動 能 ( ) (2)一 定 質(zhì) 量 的 物 體 動 能 變 化 時 ， 速 度 一 定 變 化 ， 但 速 度 變化 時 ， 動 能 不 一 定 變 化 ( ) (3)動 能 不 變 的 物 體 ， 一 定 處 于 平 衡 狀 態(tài) ( ) 解 析 ：速度是矢量，動能是標量，動能不變的物體，速度的方向可能發(fā)生變化 (4)做 自 由 落 體 運 動 的 物 體 ， 動 能 與 下 落 距 離 的 二 次 方 成 正 比 ( ) (5)如 果 物 體 所 受 的 合 外 力 為 零 ， 那 么 ， 合 外 力 對 物 體 做 的 功 一 定 為零 ( ) (

5、6)物 體 在 合 外 力 作 用 下 做 變 速 運 動 ， 動 能 一 定 變 化 ( ) 解 析 ：變速運動可能僅僅是速度的方向發(fā)生變化，此時動能可能不變 (7)物 體 的 動 能 不 變 ， 所 受 的 合 外 力 必 定 為 0.( ) 解 析 ：物體動能不變，所受的合外力不一定為0，比如勻速圓周運動 2 (多選)(對動能定理的理解)關(guān) 于 動 能 定 理 的 表 達 式 W Ek2 Ek1， 下 列 說 法 正 確 的 是 ( ) A 公 式 中 的 W為 不 包 含 重 力 的 其 他 力 做 的 總 功 B 公 式 中 的 W為 包 含 重 力 在 內(nèi) 的 所 有 力 做 的

6、功 ， 也 可 通 過以 下 兩 種 方 式 計 算 ， 先 求 每 個 力 的 功 ， 再 求 功 的 代 數(shù) 和 或 先求 合 力 再 求 合 力 的 功 C 公 式 中 的 Ek2 Ek1為 動 能 的 增 量 ， 當 W0時 動 能 增 加 ， 當W0時 ， 動 能 減 少 D 動 能 定 理 適 用 于 直 線 運 動 ， 但 不 適 用 于 曲 線 運 動 ， 適 用于 恒 力 做 功 ， 但 不 適 用 于 變 力 做 功BC B 1 做 功 的 過 程 就 是 能 量 轉(zhuǎn) 化 的 過 程 ， 動 能 定理 表 達 式 中 的 “ ” 的 意 義 是 一 種 因 果 關(guān) 系在 數(shù)

7、 值 上 相 等 的 符 號 2 動 能 定 理 敘 述 中 所 說 的 “ 外 力 ” ， 既 可 以是 重 力 、 彈 力 、 摩 擦 力 ， 也 可 以 是 電 場 力 、磁 場 力 或 其 他 力 一 對 動 能 定 理 的 理 解 3 動 能 定 理 中 涉 及 的 物 理 量 有 F、 l、 m、 v、W、 Ek等 ， 在 處 理 含 有 上 述 物 理 量 的 問 題 時 ，優(yōu) 先 考 慮 使 用 動 能 定 理 4 若 過 程 包 含 了 幾 個 運 動 性 質(zhì) 不 同 的 分 過 程 ，既 可 以 分 段 考 慮 ， 也 可 以 整 個 過 程 考 慮 5 適 用 范 圍 ：

8、 直 線 運 動 、 曲 線 運 動 、 恒 力 做功 、 變 力 做 功 、 各 個 力 同 時 做 功 、 分 段 做 功均 可 用 動 能 定 理 應(yīng) 用 動 能 定 理 解 題 應(yīng) 抓 好 “ 兩 狀 態(tài) 一 過 程 ” “兩狀態(tài)”即明確研究對象的始、末狀態(tài)的速度或動能情況，“一過程”即明確研究過程，確定這一過程研究對象的受力情況和位置變化或位移信息高中階段動能定理中的位移和速度應(yīng)以地面或相對地面靜止的物體為參考系 例 1(多選)一 塊 長 木 板 B放 在 光 滑 的 水 平 面 上 ， 在 B上 放 一物 體 A， 現(xiàn) 以 恒 定 的 外 力 拉 B， 由 于 A、 B間 摩 擦

9、力 的 作 用 ， A將 在 B上 滑 動 ， 以 地 面 為 參 考 系 ， A、 B都 向 前 移 動 一 段 距離 在 此 過 程 中 ( ) A 外 力 F做 的 功 等 于 A和 B動 能 的 增 量 B B對 A的 摩 擦 力 所 做 的 功 ， 等 于 A的 動 能 增 量 C A對 B的 摩 擦 力 所 做 的 功 ， 等 于 B對 A的 摩 擦 力 所 做 的 功 D 外 力 F對 B做 的 功 等 于 B的 動 能 的 增 量 與 B克 服 摩 擦 力 所做 的 功 之 和 BD 解 析 ： A物體所受的合外力等于B對A的摩擦力，對A物體運用動能定理，則有B對A的摩擦力所做

10、的功等于A的動能的增量，即B對；A對B的摩擦力與B對A的摩擦力是一對作用力與反作用力，大小相等、方向相反但是由于A在B上滑動，A、B相對地的位移不等，故二者做功不等，C錯；對B應(yīng)用動能定理WFEkBWFf就是外力F對B做的功，等于B的動能增量與B克服摩擦力所做的功之和，D對；由前述討論知B克服摩擦力所做的功與A的動能增量(等于B對A的摩擦力所做的功)不等，故A錯 二 動 能 定 理 的 應(yīng) 用 應(yīng) 用 動 能 定 理 解 題 步 驟 注 意 事 項 (1)動 能 定 理 往 往 用 于 單 個 物 體 的 運 動 過 程 ， 由 于 不 涉 及 加速 度 及 時 間 ， 比 動 力 學 研 究

11、 方 法 要 簡 便 (2)動 能 定 理 表 達 式 是 一 個 標 量 式 ， 在 某 個 方 向 上 應(yīng) 用 動 能定 理 沒 有 任 何 依 據(jù) (3)應(yīng) 用 動 能 定 理 時 ， 必 須 明 確 各 力 做 功 的 正 、 負 當 一 個力 做 負 功 時 ， 可 設(shè) 物 體 克 服 該 力 做 功 為 W， 將 該 力 做 功 表 達為 W， 也 可 以 直 接 用 字 母 W表 示 該 力 做 功 ， 使 其 字 母 本 身含 有 負 號 例 2(2017河北唐山模擬)如 圖 所 示 裝 置 由 AB、 BC、 CD三段 軌 道 組 成 ， 軌 道 交 接 處 均 由 很 小

12、的 圓 弧 平 滑 連 接 ， 其 中 軌道 AB、 CD段 是 光 滑 的 ， 水 平 軌 道 BC的 長 度 x 5 m， 軌 道CD足 夠 長 且 傾 角 37 ， A、 D兩 點 離 軌 道 BC的 高 度 分 別為 h1 4.30 m、 h2 1.35 m 現(xiàn) 讓 質(zhì) 量 為 m的 小 滑 塊 (可 視 為質(zhì) 點 )自 A點 由 靜 止 釋 放 已 知 小 滑 塊 與 軌 道 BC間 的 動 摩 擦因 數(shù) 0.5， 重 力 加 速 度 g取 10 m/s2， sin 37 0.6， cos 37 0.8.求 ： (1)小 滑 塊 第 一 次 到 達 D點 時 的 速 度 大 小 ；

13、(2)小 滑 塊 第 一 次 與 第 二 次 通 過 C點 的 時 間 間 隔 ； (3)小 滑 塊 最 終 停 止 的 位 置 距 B點 的 距 離 思 維 導(dǎo) 引 重力做功與路徑無關(guān)，摩擦力做功與路徑有關(guān) (3)對小滑塊運動全過程應(yīng)用動能定理，設(shè)小滑塊在水平軌道上運動的總路程為x總有mgh1mgx總將h1、代入得x總8.6 m，故小滑塊最終停止的位置距B點的距離為 2xx總1.4 m. 答 案 ： (1)3 m/s (2)2 s (3)1.4 m 解 決 物 理 圖 象 問 題 的 基 本 步 驟 (1)觀 察 題 目 給 出 的 圖 象 ， 弄 清 縱 坐 標 、 橫 坐 標 所 對 應(yīng)

14、 的 物理 量 及 圖 線 所 表 示 的 物 理 意 義 (2)根 據(jù) 物 理 規(guī) 律 推 導(dǎo) 出 縱 坐 標 與 橫 坐 標 所 對 應(yīng) 的 物 理 量 間的 函 數(shù) 關(guān) 系 式 (3)將 推 導(dǎo) 出 的 物 理 規(guī) 律 與 數(shù) 學 上 與 之 相 對 應(yīng) 的 標 準 函 數(shù) 關(guān)系 式 相 對 比 ， 找 出 圖 線 的 斜 率 、 截 距 、 圖 線 的 交 點 ， 圖 線 下的 面 積 所 對 應(yīng) 的 物 理 意 義 ， 分 析 解 答 問 題 或 者 利 用 函 數(shù) 圖線 上 的 特 定 值 代 入 函 數(shù) 關(guān) 系 式 求 物 理 量 三 動 能 定 理 與 圖 象 結(jié) 合 問 題

15、圖 象 所 圍 “ 面 積 ” 的 意 義 (1)vt圖：由公式xvt可知，vt圖線與坐標軸圍成的面積表示物體的位移 (2)at圖：由公式vat可知，at圖線與坐標軸圍成的面積表示物體速度的變化量 (3)Fx圖：由公式WFx可知，F(xiàn)x圖線與坐標軸圍成的面積表示力所做的功 (4)Pt圖：由公式WPt可知，Pt圖線與坐標軸圍成的面積表示力所做的功 例 3(2017湖北黃石調(diào)研)用 傳 感 器 研 究 質(zhì) 量 為 2 kg的 物 體由 靜 止 開 始 做 直 線 運 動 的 規(guī) 律 時 ， 在 計 算 機 上 得 到 0 6 s內(nèi)物 體 的 加 速 度 隨 時 間 變 化 的 關(guān) 系 如 圖 所 示

16、 下 列 說 法 正 確 的是 ( ) A 0 6 s內(nèi) 物 體 先 向 正 方 向 運 動 ， 后 向 負 方 向 運 動 B 0 6 s內(nèi) 物 體 在 4 s時 的 速 度 最 大 C 物 體 在 2 4 s內(nèi) 速 度 不 變 D 0 4 s內(nèi) 合 力 對 物 體 做 的 功 等 于 0 6 s內(nèi) 合 力 做 的 功D 1 圓 周 運 動 屬 于 曲 線 運 動 ， 若 只 涉 及 位 移 和速 度 而 不 涉 及 時 間 ， 應(yīng) 優(yōu) 先 考 慮 用 動 能 定 理列 式 求 解 2 用 動 能 定 理 解 題 ， 關(guān) 鍵 是 對 研 究 對 象 進 行準 確 的 受 力 分 析 及 運

17、動 過 程 分 析 ， 并 畫 出 物體 運 動 過 程 的 草 圖 ， 讓 草 圖 幫 助 我 們 理 解 物理 過 程 和 各 量 關(guān) 系 四 動 能 定 理 與 圓 周 運 動 結(jié) 合 問 題 動 能 定 理 在 圓 周 運 動 中 的 應(yīng) 用豎直面內(nèi)圓周運動經(jīng)?？疾樽罡唿c和最低點，最高點的速度和最低點的速度可以通過動能定理聯(lián)系起來，所以豎直面內(nèi)的圓周運動，經(jīng)常和動能定理聯(lián)系應(yīng)用 1 運 用 動 能 定 理 解 決 問 題 時 ， 選 擇 合 適 的 研 究 過 程 能 使 問題 得 以 簡 化 當 物 體 的 運 動 過 程 包 含 幾 個 運 動 性 質(zhì) 不 同 的 子過 程 時 ，

18、 可 以 選 擇 一 個 、 幾 個 或 全 部 子 過 程 作 為 研 究 過 程 2 當 選 擇 全 部 子 過 程 作 為 研 究 過 程 ， 涉 及 重 力 、 大 小 恒 定的 阻 力 或 摩 擦 力 做 功 時 ， 要 注 意 運 用 它 們 的 做 功 特 點 ： (1)重 力 的 功 取 決 于 物 體 的 初 、 末 位 置 ， 與 路 徑 無 關(guān) (2)大 小 恒 定 的 阻 力 或 摩 擦 力 做 的 功 等 于 力 的 大 小 與 路 程 的乘 積 五 用 動 能 定 理 解 決 多 過 程 問 題 答 案 ： (1)8 J (2)2 m (3)5 m/s 1 (201

19、7浙江紹興診斷)一 質(zhì) 點 開 始 時 做 勻速 直 線 運 動 ， 從 某 時 刻 起 受 到 一 恒 力 作用 此 后 ， 該 質(zhì) 點 的 動 能 不 可 能 ( ) A 一 直 增 大 B 先 逐 漸 減 小 至 零 ， 再 逐 漸 增 大 C 先 逐 漸 增 大 至 某 一 最 大 值 ， 再 逐 漸 減 小 D 先 逐 漸 減 小 至 某 一 非 零 的 最 小 值 ， 再 逐漸 增 大 C 解 析 ：當恒力的方向與運動方向相同時，質(zhì)點做勻加速運動，這時動能一直增加，A正確，當恒力的方向與運動方向相反時，質(zhì)點先減速到零，再反向加速運動，此時動能先減小到零，再逐漸增加，B正確，當力的方

20、向與運動方向不在一條直線上，而成銳角時，力對質(zhì)點做正功，根據(jù)動能定理，動能一直增加，當力的方向與運動方向成鈍角時，力對質(zhì)點做負功，動能減小，當力的方向與速度方向垂直時，速度達到最小值，接下來力的方向與速度方向又成銳角，動能又會增加，如斜上拋運動，因此D正確，由于只有這幾種可能，因此C錯誤 2(多選)(2016廣東名校聯(lián)考)將 質(zhì) 量 為 m的小 球 在 距 地 面 高 度 為 h處 拋 出 ， 拋 出 時 的 速 度大 小 為 v0， 小 球 落 到 地 面 時 的 速 度 大 小 為 2v0，若 小 球 受 到 的 空 氣 阻 力 不 能 忽 略 ， 則 對 于 小球 下 落 的 整 個 過

21、 程 ， 下 面 說 法 中 正 確 的 是 ( ) A 小 球 克 服 空 氣 阻 力 做 的 功 小 于 mgh B 重 力 對 小 球 做 的 功 等 于 mgh C 合 外 力 對 小 球 做 的 功 小 于 mv D 重 力 做 的 功 等 于 動 能 的 增 加 量AB 解 析 ：拉動物體的力為變力，故A錯；緩慢運動可認為速度為0，由動能定理得WFmgR0，所以WFmgR，故D對，B、C錯D AC 答 題 送 檢 來 自 閱 卷名 師 報 告 規(guī) 范 答 題 1 (2017山西太原診斷)打 樁 機 是 利 用 沖 擊 力 將 樁 貫 入 地 層的 樁 工 機 械 某 同 學 對 打

22、 樁 機 的 工 作 原 理 產(chǎn) 生 了 興 趣 他 構(gòu)建 了 一 個 打 樁 機 的 簡 易 模 型 ， 如 圖 甲 所 示 他 設(shè) 想 ， 用 恒 定大 小 的 拉 力 F拉 動 繩 端 B， 使 物 體 從 A點 (與 釘 子 接 觸 處 )由 靜止 開 始 運 動 ， 上 升 一 段 高 度 后 撒 去 F， 物 體 運 動 到 最 高 點 后自 由 下 落 并 撞 擊 釘 子 ， 將 釘 子 打 入 一 定 深 度 按 此 模 型 分 析 ，若 物 體 質(zhì) 量 m 1 kg， 上 升 了 1 m高 度 時 撤 去 拉 力 ， 撤 去 拉 力前 物 體 的 動 能 Ek與 上 升 高

23、度 h的 關(guān) 系 圖 象 如 圖 乙 所 示 (g取10 m/s2， 不 計 空 氣 阻 力 ) 答 案 ： (1)120 W (2)0.02 m (1)求 物 體 P與 傳 送 帶 之 間 的 動 摩 擦 因 數(shù) (2)若 在 A處 給 P一 個 豎 直 向 下 的 初 速 度 v0， 物 體 P從 傳 送 帶 右 端 水 平 飛 出 ，落 在 地 面 上 的 D點 ， 求 OD的 大 小 (3)若 傳 送 帶 驅(qū) 動 輪 順 時 針 轉(zhuǎn) 動 ， 帶 動 傳 送 帶 以 速 度 v勻 速 運 動 再 把 物體 P從 A處 由 靜 止 釋 放 ， 物 體 P落 在 地 面 上 設(shè) 著 地 點 與 O點 的 距 離 為 x，求 出 x可 能 的 范 圍 課 時 達 標