最新年高考一轮冲刺总复习：6.2《动能定理与其应用》精品课件教学讲义ppt

(5)做功的过程是能量转化的过程,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,它并不意味着“功就是动能增量”,也不 意味着“功转变成了动能”,而是意味着“功引起物体动能的变化”。 (6)动能定理公式两边的每一项都是标量,因此动能定理公式是一个标量方 程。 (7)若Ek2>Ek1,即W总>0,合力对物体做正功,物体的动能增加;若Ek2<Ek1,即W总< 0,合力对物体做负功,物体的动能减少。
2017年高考一轮冲刺总复习 ：6.2《动能定理与其应用
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教材研读
一、动能 1.定义:物体由于运动而具有的能。
2.公式:Ek=①
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1 2
mv2 。
3.矢标性:动能是② 标量 ,只有正值。
4.动能是状态量,而动能的变化量是过程量。
自测1 关于某物体动能的一些说法,正确的是 ( )
A.物体的动能变化,速度一定变化
B.物体的速度变化,动能一定变化
C.动能不变的物体一定做匀速直线运动
D.选择不同的参考系时,动能可能为负值
答案
A
动能是标量,且一定为正值,选项D错误;由公式Ek=
1 2
mv2知,物体
的动能变化,速度一定变化,因速度是矢量,则物体的速度变化时,动能可能
不变,如匀速圆周运动,选项A正确,B、C错误。
答案 C 由题图知,第1 s末速度、第3 s末速度、第7 s末速度大小关系v
(3)明确研究对象在过程的始末状态的动能Ek1和Ek2。 (4)列出动能定理的方程W合=Ek2-Ek1及其他必要的解题方程,进行求解。
1-1 (2015海南单科,4,3分)如图,一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置,轨 道两端等高;质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下,滑到最低点Q 时,对轨道的正压力为2mg,重力加速度大小为g。质点自P滑到Q的过程中, 克服摩擦力所做的功为 ( )
典例2 (2015山东理综,23,18分)如图甲所示,物块与质量为m的小球通过不 可伸长的轻质细绳跨过两等高定滑轮连接。物块置于左侧滑轮正下方的 表面水平的压力传感装置上,小球与右侧滑轮的距离为l。开始时物块和小 球均静止,将此时传感装置的示数记为初始值。现给小球施加一始终垂直 于l段细绳的力,将小球缓慢拉起至细绳与竖直方向成60°角,如图乙所示,此 时传感装置的示数为初始值的1.25倍;再将小球由静止释放,当运动至最低 位置时,传感装置的示数为初始值的0.6倍。不计滑轮的大小和摩擦,重力 加速度的大小为g。求:
R
由牛顿第三定律得:FN=4mg
联立得W= 1 mgR,质点由N点到Q点的过程中在等高位置处的速度总小于由
2
P点到N点下滑时的速度,故由N点到Q点过程克服摩擦力做功W'<W,故质点
到达Q点后,会继续上升一段距离,选项C正确。
应用动能定理解题的基本步骤 (1)选取研究对象,明确它的运动过程。 (2)分析研究对象的受力情况和各力的做功情况。
A.W= 1
2
B.W> 1
2
C.W= 1
2
D.W< 1
2
答案
mgR,质点恰好可以到达Q点 mgR,质点不能到达Q点 mgR,质点到达Q点后,继续上升一段距离 mgR,质点到达Q点后,继续上升一段距离 C 质点由静止开始下落到最低点N的过程中
由动能定理:mg·2R-W= 1 mv2
2
质点在最低点:FN-mg= m v 2
1=v3=v7,由题知W= 1
2
mv 12
-0,则由动能定理知第1 s末到第3 s末合力做功W2=1
2
mv
2 3
-
1 2
mv 12
=0,选项A错误;第3 s末到第5 s末合力做功W3=0-1
2
vm32 =-W,选项B
错误;第5 s末到第7 s末合力做功W4= 1
2
mv 72 -0=W,选项C正确;第3 s末到第4 s
2
mgR,因此,A、B、D错,
C正确。
考点二 动能定理解决变力做功问题
动能定理的研究对象一般是单一物体,或者可以看成单一物体的物体 系。动能定理既适用于物体的直线运动,也适用于曲线运动;既适用于恒力 做功,也适用于变力做功。力可以是各种性质的力,既可以同时作用,也可 以分段作用。只要求出在作用过程中各力做功的多少和正负即可。这些 正是动能定理解题的优越性所在。
A. 1 mgR
4
B1 . mgR
3
1C. mgR D. mgR
2
4
答案 C 当质点由P点滑到Q点时,对轨道的正压力为2mg,则质点所受
支持力FN=2mg,由牛顿第二定律有FN-mg=m
v
R
2 Q
,解得v
2 Q
=gR。对质点自P点
滑到Q点应用动能定理有:mgR-Wf= 1
2
mv Q2
-0,得:Wf=1
典例1 (2015课标Ⅰ,17,6分)如图,一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆 形轨道竖直固定放置,直径POQ水平。一质量为m的质点自P点上方高度R 处由静止开始下落,恰好从P点进入轨道。质点滑到轨道最低点N时,对轨 道的压力为4mg,g为重力加速度的大小。用W表示质点从P点运动到N点的 过程中克服摩擦力所做的功。则 ( )
末合力做功W5= 1
2
mv 42
-1
2
v
m2
3
,因v41 =
2
v3,所以W5=-0.75W,选项D错误。
考点突破
考点一 动能定理的理解
对动能定理应该从以下几方面加以理解 (1)W总是所有外力对物体做的总功,这些力对物体所做功的代数和等于物 体动能的增量,即W总=W1+W2+…。或先将物体的外力进行合成,求出合外力 F合后,再利用W总=F合x cos α 进行计算。 (2)因为动能定理中功和能均与参考系的选取有关,所以动能定理也与参考 系的选取有关。中学物理中一般取地面为参考系。 (3)不论物体做什么形式的运动、受力如何,动能定理总是适用的。 (4)动能定理是计算物体位移或速率的简捷公式,当题目中涉及位移时可优 先考虑动能定理。
图甲
图乙
(1)物块的质量; (2)从释放到运动至最低位置的过程中,小球克服空气阻力所做的功。
答案 (1)3m (2)0.1mgl 解析 (1)设开始时细绳的拉力大小为T1,传感装置的初始值为F1,物块质 量为M,由平衡条件得 对小球,T1=mg ① 对物块,F1+T1=Mg ② 当细绳与竖直方向的夹角为60°时,设细绳的拉力大小为T2,传感装置的示 数为F2,据题意可知,F2=1.25F1,由平衡条件得 对小球,T2=mg cos 60° ③