一轮复习人教版动能定理及其应用教案.doc
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1、第2节动能定理及其应用一、动能1公式:Ekmv2,式中v为瞬时速度,动能是状态量2矢标性:动能是标量,只有正值,动能与速度的方向无关3动能的变化量:Ekmvmv.4动能的相对性由于速度具有相对性,则动能也具有相对性,一般以地面为参考系二、动能定理1内容:合外力对物体所做的功等于物体动能的变化2表达式:WEkmvmv.3功与动能的关系(1)W0,物体的动能增加(2)W0,物体的动能减少(3)W0,物体的动能不变4适用条件(1)动能定理既适用于直线运动,也适用于曲线运动(2)既适用于恒力做功,也适用于变力做功(3)力可以是各种性质的力,既可以同时作用,也可以不同时作用自我诊断1判断正误(1)一定质
2、量的物体动能变化时,速度一定变化,但速度变化时,动能不一定变化()(2)动能不变的物体一定处于平衡状态()(3)如果物体所受的合外力为零,那么合外力对物体做功一定为零()(4)物体在合外力作用下做变速运动时,动能一定变化()(5)物体的动能不变,所受的合外力必定为零()(6)做自由落体运动的物体,动能与时间的二次方成正比()2一个质量为0.3 kg的弹性小球,在光滑水平面上以6 m/s的速度垂直撞到墙上,碰撞后小球沿相反方向运动,反弹后的速度大小与碰撞前相同,则碰撞前后小球速度变化量的大小v和碰撞过程中小球的动能变化量Ek为()Av0Bv12 m/sCEk1.8 J DEk10.8 J解析:选
3、B.取初速度方向为正方向,则v(66)m/s12 m/s,由于速度大小没变,动能不变,故动能变化量为0,故只有选项B正确3A、B两物体在光滑水平面上,分别在相同的水平恒力F作用下,由静止开始通过相同的位移l.若A的质量大于B的质量,则在这一过程中()AA获得动能较大BB获得动能较大CA、B获得动能一样大D无法比较A、B获得动能大小解析:选C.由动能定理可知恒力F做功WFlmv20,因为F、l相同,所以A、B的动能变化相同,C正确4质量m2 kg的物体在光滑水平面上以v16 m/s的速度匀速向西运动,若有一个F8 N、方向向北的恒力作用于物体,在t2 s内物体的动能增加了()A28 J B64
4、JC32 J D36 J解析:选B.由于力F与速度v1垂直,物体做曲线运动,其两个分运动为向西的匀速运动和向北的匀加速直线运动,对匀加速运动有a4 m/s2,v2at8 m/s.2 s末物体的速度v10 m/s, 2 s内物体的动能增加了Ekmv2mv64 J,故选项B正确.考点一动能定理的理解和应用1定理中“外力”的两点理解(1)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公式中“”体现的三个关系3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
5、能定理时,必须明确各力做功的正、负(3)应用动能定理解题,关键是对研究对象进行准确的受力分析及运动过程分析,并画出物体运动过程的草图,借助草图理解物理过程和各量关系1. 光滑斜面上有一个小球自高为h的A处由静止开始滚下,抵达光滑水平面上的B点时速度大小为v0.光滑水平面上每隔相等的距离设置了一个与小球运动方向垂直的活动阻挡条,如图所示,小球越过n条活动阻挡条后停下来若让小球从h高处以初速度v0滚下,则小球能越过的活动阻挡条的条数是(设小球每次越过活动阻挡条时损失的动能相等)()AnB2nC3n D4n解析:选B.设每条阻挡条对小球做的功为W,当小球在水平面上滚动时,由动能定理得nW0mv,对第
6、二次有NW0mv0,又因为mvmgh,联立解得N2n,选项B正确2. (多选)质量不等,但有相同动能的两个物体,在动摩擦因数相同的水平地面上滑行,直至停止,则()A质量大的物体滑行的距离大B质量小的物体滑行的距离大C它们滑行的距离一样大D它们克服摩擦力所做的功一样多解析:选BD.由动能定理可知,摩擦力对物体所做的功等于物体动能的增量,因两物体具有相同的动能,故两物体滑行过程中克服摩擦力所做的功也相同,又Wfmgx可知,质量越大的物体,滑行的距离x越小,故B、D选项正确3如图所示,质量为m的小球用长为L的轻质细线悬于O点,与O点处于同一水平线上的P点处有一个光滑的细钉,已知OP,在A点给小球一个
7、水平向左的初速度v0,发现小球恰能到达跟P点在同一竖直线上的最高点B.求:(1)小球到达B点时的速率;(2)若不计空气阻力,则初速度v0为多少;(3)若初速度v03,则小球在从A到B的过程中克服空气阻力做了多少功?解析:(1)小球恰能到达最高点B,由牛顿第二定律得mgm解得vB(2)若不计空气阻力,从AB由动能定理得mgmvmv解得v0 (3)当v03 时,由动能定理得mgWFfmvmv解得WFfmgL答案:(1) (2) (3)mgL(1)优先应用动能定理的问题不涉及加速度、时间的问题有多个物理过程且不需要研究整个过程中的中间状态的问题变力做功的问题含有F、l、m、v、W、Ek等物理量的力学
8、问题(2)应用动能定理的解题步骤考点二动能定理与图象的综合问题1力学中图象所围“面积”的意义(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)Fx图:由公式WFx可知,Fx图线与坐标轴围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2解决物理图象问题的基本步骤(1)观察题目给出的图象,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
9、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典例1如图甲所示,一半径R1 m、圆心角等于143的竖直圆弧形光滑轨道,与斜面相切于B处,圆弧轨道的最高点为M,斜面倾角37,t0时刻有一物块沿斜面上滑,其在斜面上运动的速度变化规律如图乙所示,若物块恰能到达M点,取g10 m/s2,sin 370.6,cos 370.8,求:(1)物块经过M点的速度大小;(2)物块经过B点的速度大小;(3)物块与斜面间的动摩擦因数解析(1)物块恰能到达M点则有mgm解得vM m/s(2)物块从B点运动到M点的过
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