专题52 动能和动能定理教学案高考物理一轮复习精品资料解析Word下载.docx

1、（2）既可以是恒力，也可以是变力。2“”体现的二个关系二、动能定理的应用 1应用动能定理的流程2应用动能定理的注意事项（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）应用动能定理的关键在于对研究对象进行准确的受力分析及运动过程分析，并画出运动过程的草图，借助草图理解物理过程之间的关系。（3）当物体的运动包含多个不同过程时，可分段应用动能定理求解；当所求解的问题不涉及中间的速度时，也可以全过程应用动能定理求解，这样更简便。（4）列动能定理方程时，必须明确各力做功的正、负，确实难以判断的先假定为正功，最后根据结果加以检验。三、动能定理的图像问题

2、1解决物理图像问题的基本步骤（1）观察题目给出的图像，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。（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系式相对比，找出图线的斜率、截距、图线的交点、图线下的面积所对应的物理意义，分析解答问题，或者利用函数图线上的特定值代入函数关系式求物理量。2四类图像所围面积的含义（1）vt图：由公式xvt可知，vt图线与坐标轴围成的面积表示物体的位移。（2）at图：由公式vat可知，at图线与坐标轴围成的面积表示物体速度的变化量。（3）Fs图：由公式WFs可知，Fs图线与坐标轴围

3、成的面积表示力所做的功。（4）Pt图：由公式WPt可知，Pt图线与坐标轴围成的面积表示力所做的功。四、应用动能定理解决平抛运动、圆周运动问题 1平抛运动和圆周运动都属于曲线运动，若只涉及位移和速度而不涉及时间，应优先考虑用动能定理列式求解。2动能定理的表达式为标量式，不能在某一个方向上列动能定理方程。高频考点一动能定理的理解及应用1做功的过程就是能量转化的过程，动能定理表达式中的“”的意义是一种因果关系在数值上相等的符号。2动能定理叙述中所说的“外力”，既可以是重力、弹力、摩擦力，也可以是电场力、磁场力或其他力。3动能定理中涉及的物理量有F、l、m 、v、W、Ek等，在处理含有上述物理量的问题

4、时，优先考虑使用动能定理。4若过程包含了几个运动性质不同的分过程，既可以分段考虑，也可以整个过程考虑。【例1】下列有关动能的说法中正确的是（）A物体只有做匀速运动时，动能才不变B物体的动能变化时，速度不一定变化C物体做平抛运动时，水平速度不变，动能不变D物体做自由落体运动时，物体的动能增加解析：物体只要速率不变，动能就不变，A错误；物体的动能变化时，速度的大小一定变化，B错误；物体做平抛运动时，速率增大，动能就会增大，C错误；物体做自由落体运动时，其速率增大，物体的动能增加，D正确。答案：D【变式训练】（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

5、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【举一反三】（多选）如图所示，电梯质量为M，在它的水平地板上放置一质量为m的物体。电梯在钢索的拉力作用下由静止开始竖直向上加速运动，当上升高度为H时，电梯的速度达到v，则在这个过程中，以下说法中正确的是（）A电梯地板对物体的支持力所做的功等于B电梯地板对物体的支持力所做的功大于C钢索的拉力所做的功等于MgHD钢索

6、的拉力所做的功大于MgH以物体为研究对象，由动能定理得WNmgHmv2，即WNmgHmv2，选项B正确，选项A错误。以系统为研究对象，由动能定理得WT（mM）gH（Mm）v2，即WT（Mm）v2（Mm）gHMgH，选项D正确，选项C错误。BD高频考点二动能定理在多过程中的应用【例2】如图所示，竖直光滑半圆轨道DOC与水平粗糙轨道ABC相切于C点，轨道的AB部分可绕B点转动，一质量为m的滑块在水平外力F的作用下从A点由静止做匀加速直线运动，到B点时撤去外力F，滑块恰好能通过最高点D。现将AB顺时针转过37（不计滑块在B点的能量损失），若将滑块从A点由静止释放，则滑块恰好能到达与圆心等高的O点。已

7、知滑块与轨道ABC间的动摩擦因数0.5，重力加速度为g，sin 370.6，BC。（1）求水平外力F与滑块重力mg的比值；（2）若斜面AB光滑，其他条件不变，滑块仍从A点由静止释放，求滑块在D点对轨道的压力大小。（1）因滑块恰好能通过最高点D，所以在D点有mgm即FD2mg由牛顿第三定律知滑块在D点对轨道的压力大小为2mg。（1）（2）2mg【注意事项】（1）动能定理往往用于单个物体的运动过程，由于不涉及加速度及时间，比动力学研究方法要简便。（2）当物体的运动包含多个不同过程时，可分段应用动能定理求解；当所求解的问题不涉及中间的速度时，也可以全过程应用动能定理求解。（3）应用动能定理时，必须明

8、确各力做功的正、负。当一个力做负功时，可设物体克服该力做功为W，将该力做功表达为W，也可以直接用字母W表示该力做功，使其字母本身含有负号。【变式训练】如图所示，半径R0.5 m的光滑圆弧面CDM分别与光滑斜面体ABC和斜面MN相切于C、M点，斜面倾角分别如图所示。O为圆弧圆心，D为圆弧最低点，C、M在同一水平高度。斜面体ABC固定在地面上，顶端B安装一定滑轮，一轻质软细绳跨过定滑轮（不计滑轮摩擦）分别连接小物块P、Q（两边细绳分别与对应斜面平行），并保持P、Q两物块静止。若PC间距为L10.25 m，斜面MN足够长，物块P质量m13 kg，与MN间的动摩擦因数，重力加速度g10 m/s2。求：

9、（sin 370.6，cos 370.8）（1）小物块Q的质量m2；（2）烧断细绳后，物块P第一次到达D点时对轨道的压力大小；（3）物块P在MN斜面上滑行的总路程。（3）分析可知最终物块在CDM之间往复运动，C点和M点速度为零由全过程动能定理得：m1gL1sin 53m1gcos 53s总0解得s总1 m（1）4 kg（2）78 N（3）1 m【举一反三】如图所示，一小球从A点以某一水平向右的初速度出发，沿水平直线轨道运动到B点后，进入半径R0.1 m的光滑竖直圆形轨道，圆形轨道间不相互重叠，即小球离开圆形轨道后可继续向C点运动，C点右侧有一壕沟，C、D两点的竖直高度h0.8 m，水平距离x1

10、.2 m，水平轨道AB长为L11 m，BC长为L23 m，小球与水平轨道间的动摩擦因数0.2，重力加速度g取10 m/s2。（1）若小球恰能通过圆形轨道的最高点，求小球在A点的初速度；（2）若小球既能通过圆形轨道的最高点，又不掉进壕沟，小球在A点的初速度的范围是多少？若小球到C点速度为0，也不会掉进壕沟，则对小球从A到C过程应用动能定理有mg（L1L2）0mv，得到vA4 m/s。则小球在A点的初速度范围是3 m/svA4 m/s和vA5 m/s。（1）3 m/s（2）3 m/svA4 m/s和vA5 m/s【方法技巧】用好动能定理的“5个”突破突破研究对象的选取,动能定理适用于单个物体，当题

11、目中出现多个物体时可分别将单个物体取为研究对象，应用动能定理。突破研究过程的选取,应用动能定理时，选取不同的研究过程列出的方程是不相同的。因为动能定理是个过程式，选取合适的过程往往可以大大简化运算。突破受力分析,运用动能定理时，必须分析清楚物体在过程中的全部受力情况，找出哪些力不做功，哪些力做功，做多少功，从而确定出外力的总功，这是解题的关键。突破位移的计算,应用动能定理时，要注意有的力做功与路程无关，只与位移有关，有的力做功却与路程有关。突破初、末状态的确定,动能定理的计算式为标量式，v为相对同一参考系的速度，所以确定初、末状态动能时，必须相对于同一参考系而言。高频考点三动能定理与图象结合问

12、题【例3】如图5甲所示，在倾角为30的足够长的光滑斜面AB的A处连接一粗糙水平面OA，OA长为4 m。有一质量为m的滑块，从O处由静止开始受一水平向右的力F作用。F只在水平面上按图乙所示的规律变化。滑块与OA间的动摩擦因数0.25，g取10 m/s2，试求：图5（1）滑块运动到A处的速度大小；（2）不计滑块在A处的速率变化，滑块冲上斜面AB的长度是多少？解析（1）由题图乙知，在前2 m内，F12mg做正功，在第3 m内，F20.5mg，做负功，在第4 m解得：L5 m所以滑块冲上斜面AB的长度L5 m答案（1）5 m/s（2）5 m【变式训练】一质量为m的物体在水平恒力F的作用下沿水平面运动，

13、在t0时刻撤去力F，其vt图象如图6所示。已知物体与水平面间的动摩擦因数为，则下列关于力F的大小和力F做功W的大小关系式正确的是（）图6AFmg BF2mgCWmgv0t0 DWmgv0t0解析在t0时刻前，Fmgm，在t0时刻以后，mgm，由以上两式可得F3mg，因此选项A、B均不正确；在0至t0时间内，Wmgv0t0mv，在t0至3t0时间内，mgv0（2t0）mv，因此力F做的功为Wmgv0t0，选项C错误，选项D正确。答案D物体沿直线运动的v t图象如图所示，已知在第1秒内合外力对物体做的功为W，则（）A从第1秒末到第3秒末合外力做功为4WB从第3秒末到第5秒末合外力做功为2WC从第5秒末到第7秒末合外力做功为WD从第3秒末到第4秒末合外力做功为0.75WCD1. （2018年江苏卷）从地面竖直向上抛出一只小球，小球运动一段时间后落回地面忽略空气阻力，该过程中小球的动能Ek与时间t的关系图像是（ ）A. B. C. D. 【答案】A【解析】本题考查动能的概念和Ek-t图象，意在考查考生的推理能力和分析能力。小球做竖直上抛运动时，速度v=v0-gt，根据动能得，故图象A正确。2. （2018年全国II卷）高空坠物极易对行人造成伤害。若一个50 g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下，与地面的撞击时间约为2 ms，则该鸡蛋对地面产