2020高考物理一轮复习考点大通关专题5-2 动能动能定理学案

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2020年高考物理一轮复习专题5-2 动能和动能定理(精讲)

专题5.2 动能和动能定理1.掌握动能和动能定理；2.能运用动能定理解答实际问题。

知识点一动能(1)定义：物体由于运动而具有的能。

(2)公式：E k ＝12mv 2，v 为瞬时速度，动能是状态量。

(3)单位：焦耳，1 J ＝1 N·m ＝1 kg·m 2/s 2。

(4)标矢性：动能是标量，只有正值。

(5)动能的变化量：ΔE k ＝E k2－E k1＝12mv 22－12mv 21。

知识点二动能定理(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：W ＝ΔE k ＝12mv 22－12mv 21。

(3)物理意义：合外力对物体做的功是物体动能变化的量度。

(4)适用条件①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。

考点一动能定理的理解及应用【典例1】(2018·全国卷Ⅰ·18)如图，abc 是竖直面内的光滑固定轨道，ab 水平，长度为2R ；bc 是半径为R 的四分之一圆弧，与ab 相切于b 点．一质量为m 的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a 点处从静止开始向右运动．重力加速度大小为g .小球从a 点开始运动到其轨迹最高点，机械能的增量为( )A ．2mgRB ．4mgRC ．5mgRD ．6mgR【答案】C【解析】小球从a 运动到c ，根据动能定理，得F ·3R －mgR ＝12mv 21，又F ＝mg ，故v 1＝2gR ，小球离开c 点在竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做初速度为零的匀加速直线运动．且水平方向与竖直方向的加速度大小相等，都为g ，故小球从c 点到最高点所用的时间t ＝v 1g＝2R g ，水平位移x ＝12gt 2＝2R ，根据功能关系，小球从a 点到轨迹最高点机械能的增量为力F 做的功，即ΔE ＝F ·(2R ＋R ＋x )＝5mgR 。

精品高考物理一轮复习考点大通关专题5-2动能动能定理学案

专题5.2 动能动能定理考点精讲一、动能1．公式E k ＝12mv 2，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ΔE k ＝12mv 22－12mv 21.4．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W ＝ΔE k ＝12mv 22－12mv 21.3．功与动能的关系(1)W >0，物体的动能增加．(2)W <0，物体的动能减少．(3)W ＝0，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．5．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．6．公式中“＝”体现的三个关系7．解题步骤8．注意事项(1)动能定理的研究对象可以是单一物体，或者是可以看作单一物体的物体系统．(2)动能定理是求解物体的位移或速率的简捷公式．当题目中涉及位移和速度而不涉及时间时可优先考虑动能定理；处理曲线运动中的速率问题时也要优先考虑动能定理．(3)若过程包含了几个运动性质不同的分过程，既可分段考虑，也可整个过程考虑．但求功时，有些力不是全过程都做功，必须根据不同的情况分别对待求出总功．(4)应用动能定理时，必须明确各力做功的正、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．考点精练题组1 动能1．关于对动能的理解，下列说法错误的是( )A．凡是运动的物体都具有动能B．动能总为正值C．一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化；速度变化时，动能也一定变化D．物体动能不变时，一定处于平衡状态【答案】CD【解析】动能是因运动而具有的能量，A对．动能是标量，且总为正值，B对．物体动能变化，说明速度大小一定发生了变化，而当速度只是方向变化，则动能就不变，故C错．物体动能不变，说明速度大小不变，但速度方向可能变化，即物体可能做变速运动，而非平衡状态，D错。

高三物理一轮复习《动能__动能定理》学案

高三物理一轮复习《动能动能定理》复习教案凤县中学梁瑞琼【教学目标】1、知道做功与能量间的转化关系。

2、知道动能的概念，会计算物体动能的变化。

3、知道动能定理的适用条件，掌握动能定理解题的步骤，能运用动能定理解答有关问题。

【重点难点】1、计算物体的动能及动能的变化量。

2、动能定理的解题步骤、运用动能定理解答有关问题【使用说明与学法指导】先通读教材有关内容，进行知识梳理归纳，再认真限时完成课前预习部分内容，并将自己的疑问记下来（写上提示语、标记符号）。

【课前预习】一、知识梳理二、动能及其变化1、动能（1）定义：物体由于而具有的能量叫做动能。

E。

（2）表达式：k（3）单位：在国际单位制中动能的单位是。

（4）动能是标量。

只有大小，没有方向，且总大于(v≠0时)或等于零(v=0时)，不可能小于零(无负值)。

2、动能的变化量△E k动能的变化，又称动能的增量，是指一个运动过程中的物体末状态的动能E k2(对应于速度v2)与初状态的动能E k1(对应于速度v1)之差。

即△E k =___________________。

三、动能定理1、内容:合力对物体所做的功等于物体________________的变化。

2、公式：W总=W1+W2+W3+… =_____________________。

3、对动能定理的理解1．动能定理公式中等号的意义等号表明合力做功与物体动能的变化间的三个关系：(1)数量关系：即合外力所做的功与物体动能的变化具有等量代换关系．可以通过计算物体动能的变化，求合力的功，进而求得某一力的功．(2)单位相同，国际单位都是焦耳．(3)因果关系：合外力的功是引起物体动能变化的原因．2．适用范围：直线运动、曲线运动、恒力做功、变力做功、各个力同时做功、分段做功均可用动能定理．3. 动能具有相对性，其数值与参考系的选取有关，一般取地面为参考系．4. 动能定理只涉及到物体初、末状态的动能和整个过程中各外力所做的功，不需要考虑物体运动的加速度和时间。

高考物理一轮复习第五章机械能第2讲动能动能定理教学案(含解析)

第2讲动能动能定理教材知识梳理一、物体的动能1．动能：物体由于________而具有的能量叫作动能；物体的动能跟物体的________和________有关． 2．表达式：E k ＝________，式中v 为瞬时速度；动能的单位是________． 3．矢标性：动能是________(选填“矢量”或“标量”)．4．相对性：动能具有相对性，物体动能的大小与________的选择有关，一般取地面为参考系． 5．动能是________(选填“状态”或“过程”)量，动能的变化量是________(选填“状态”或“过程”)量．二、动能定理1．内容：(合)力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中________的变化． 2．表达式：W ＝________．3．意义：动能定理指出了外力对物体所做的总功与物体________之间的关系，即合外力做的功是物体________变化的量度．4．适用范围：(1)动能定理既适用于直线运动，也适用于________运动；(2)既适用于恒力做功，也适用于________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．答案：一、1.运动质量速度2.12mv 2焦耳(J) 3．标量 4.参考系 5.状态过程二、1.动能 2.ΔE k 或12mv 22－12mv 213．动能的变化动能4．(1)曲线 (2)变力【思维辨析】(1)选择不同的参考系时，动能可能为负值．( )(2)一定质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．( ) (3)动能不变的物体一定处于平衡状态．( )(4)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．( ) (5)物体在合外力作用下做变速运动时，动能一定变化．( ) (6)根据动能定理，合外力做的功就是动能的变化．( ) (7)重力做功和摩擦力做功都与物体运动的路径无关．( )答案：(1)(×) (2)(√) (3)(×) (4)(√) (5)(×) (6)(×) (7)(×)考点互动探究考点一动能定理的理解1．动能定理表明了合外力做的功与物体动能的变化间的关系(1)数量关系：合外力做的功与物体动能的变化具有等量代换关系，但并不是说动能变化就是合外力做的功；(2)因果关系：合外力做功是引起物体动能变化的原因． (3)量纲关系：单位相同，国际单位都是焦耳． 2．标量性动能是标量，功也是标量，所以动能定理是一个标量式，不存在方向的选取问题．当然动能定理也就不存在分量的表达式．例如，以相同大小的初速度不管以什么方向抛出，在最终落到地面速度大小相同的情况下，所列的动能定理的表达式都是一样的．3．高中阶段动能定理中的位移和速度必须相对于同一个参考系，一般以地面或相对地面静止的物体为参考系．1．如图5141所示，光滑斜面的顶端固定一弹簧，一小球向右滑行，并冲上固定在地面上的斜面．设小球在斜面最低点A 的速度为v ，压缩弹簧至C 点时弹簧最短，C 点距地面高度为h ，则小球从A 到C 的过程中弹簧弹力做功是( )图5141A ．mgh －12mv 2B.12mv 2－mgh C ．－mgh D ．－mgh ＋12mv 2答案：A [解析] 小球从A 点运动到C 点的过程中，重力和弹簧的弹力对小球做负功，由于支持力与位移始终垂直，则支持力对小球不做功，由动能定理，可得W G ＋W F ＝0－12mv 2，重力做功为W G ＝－mgh ，则弹簧的弹力对小球做功为W F ＝mgh －12mv 2，所以正确选项为A.2．[2016·四川卷] 韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员．他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功1900 J ，他克服阻力做功100 J ．韩晓鹏在此过程中( )A ．动能增加了1900 JB ．动能增加了2000 JC ．重力势能减小了1900 JD ．重力势能减小了2000 J答案：C [解析] 由题可得，重力做功1900 J ，则重力势能减少1900 J ，可得C 正确，D 错误．由动能定理：W G －W f ＝ΔE k 可得动能增加1800 J ，则A 、B 错误．3．[2015·四川卷] 在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜向下方向抛出，不计空气阻力，则落在同一水平地面时的速度大小( )A ．一样大B ．水平抛的最大C ．斜向上抛的最大D ．斜向下抛的最大答案：A [解析] 由动能定理知mgh ＝12mv 2t －12mv 20，所以v t ＝2gh ＋v 20，下落相同的高度，则末速度大小相同．考点二动能定理的应用1．应用动能定理解题时，应对运动过程中物体受力情况和运动情况进行分析，在分析运动过程时不需要深究物体运动过程中状态变化的细节，只需考虑整个过程中有哪些力对物体做功，做正功还是负功，以及运动过程初、末状态物体的动能．2．应用动能定理解题基本步骤] 我国将于2022年举办冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一．如图5142所示，质量m ＝60 kg 的运动员从长直助滑道AB 的A 处由静止开始以加速度a ＝3.6 m/s 2匀加速滑下，到达助滑道末端B 时速度v B ＝24 m/s ，A 与B 的竖直高度差H ＝48 m ．为了改变运动员的运动方向，在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接，其中最低点C 处附近是一段以O 为圆心的圆弧．助滑道末端B 与滑道最低点C 的高度差h ＝5 m ，运动员在B 、C 间运动时阻力做功W ＝－1530 J ，g 取10 m/s 2.(1)求运动员在AB 段下滑时受到阻力F f 的大小；(2)若运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍，则C 点所在圆弧的半径R 至少应为多大？图5142[解析] (1)运动员在AB 上做初速度为零的匀加速运动，设AB 的长度为x ，则有v 2B ＝2ax ① 由牛顿第二定律有mg Hx－F f ＝ma ②联立①②式，代入数据解得F f ＝144 N ③(2)设运动员到达C 点时的速度为v C ，在由B 到达C 的过程中，由动能定理有mgh ＋W ＝12mv 2C －12mv 2B ④设运动员在C 点所受的支持力为F N ，由牛顿第二定律有F N －mg ＝m v 2CR⑤由运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍，联立④⑤式，代入数据解得R ＝12.5 m1 如图5143所示，质量为M 的木块静止在光滑的水平面上，质量为m 的子弹以速度v 0沿水平方向射入木块，并最终留在木块中与木块一起以速度v 运动．已知当子弹相对木块静止时，木块前进距离为L ，子弹进入木块的深度为s ，若木块对子弹的阻力F 视为恒定，则下列关系中错误的是( )图5143A ．FL ＝12Mv 2B ．Fs ＝12mv 2C ．Fs ＝12mv 20－12(M ＋m )v 2D ．F (L ＋s )＝12mv 20－12mv 2答案：B [解析] 根据动能定理，对子弹：－F (L ＋s )＝12mv 2－12mv 20知，选项D 正确；对木块：FL ＝12Mv 2，选项A 正确；由以上二式相加后整理可得Fs ＝12mv 20－12(M ＋m )v 2，选项C 正确．只有选项B 符合题意．2 (多选)[2016·全国卷Ⅲ] 如图5144所示，一固定容器的内壁是半径为R 的半球面；在半球面水平直径的一端有一质量为m 的质点P .它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中，克服摩擦力做的功为W .重力加速度大小为g .设质点P 在最低点时，向心加速度的大小为a ，容器对它的支持力大小为N ，则( )图5144A ．a ＝2（mgR －W ）mRB ．a ＝2mgR －W mRC ．N ＝3mgR －2W RD ．N ＝2（mgR －W ）R答案：AC [解析] 质点P 下滑到底端的过程，由动能定理得mgR －W ＝12mv 2－0，可得v 2＝2（mgR －W ）m，所以a ＝v 2R ＝2（mgR －W ）mR ，A 正确，B 错误；在最低点，由牛顿第二定律得N －mg ＝m v 2R ，故N ＝mg ＋m v 2R ＝mg ＋m R ·2（mgR －W ）m ＝3mgR －2WR，C 正确，D 错误．■ 规律总结(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)动能定理表达式是一个标量式，在某个方向上应用动能定理没有任何依据．(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．(4)应用动能定理时，必须明确各力做功的正负．当一个力做负功时，可设物体克服该力做功为W ，则该力做功为－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．考点三动能定理与图像结合问题解决物理图像问题的基本步骤：[2016·石家庄调研检测] 游乐场有一种滑雪游戏，其理想简化图如图5145甲所示，滑道由倾角为θ＝30°的斜坡和水平滑道组成．小孩在距地面高h ＝10 m 处由静止开始沿斜坡滑下，到达底端时恰好滑上水平滑道上放置的长为l ＝3 m 木板(忽略木板厚度)，此后小孩和木板运动的v t 图像如图乙所示．已知斜坡滑道与水平滑道平滑连接，速度由斜坡方向转为水平方向时大小不变，不计小孩在运动过程中受到的空气阻力，重力加速度g 取10 m/s 2.求：(1)小孩与斜坡间的动摩擦因数； (2)小孩脱离木板时的速度大小．图5145[解析] (1)对小孩在斜面上的运动过程，由题图乙可知，小孩滑到斜面底端时的速度v ＝10 m/s.由动能定理可得mgh －μmg cos θ·hsin θ＝12mv 2 解得μ＝36. (2)由图乙知小孩在t ＝0.5 s 时滑离木板，木板在0～0.5 s 内的位移x 木＝1.5 m 又x 木＋l ＝x 人设小孩滑离木板的速度为v 人，由平均速度公式x 人＝12(v ＋v 人)t可得：v 人＝8 m/s.■ 规律总结(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与坐标轴所表示的物理意义． (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，图线与坐标轴所围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．图像所围面积的意义：①v t 图线与横轴围成的面积表示物体的位移；②a t 图线与横轴围成的面积表示物体速度的变化量；③F x 图线与横轴围成的面积表示力所做的功；④P t 图线与横轴围成的面积表示力所做的功．(多选)质量为1 kg 的物体静止在粗糙的水平地面上，在一水平外力F 的作用下运动，如图5146甲所示，外力F 和物体克服摩擦力f 做的功与物体位移的关系如图乙所示，重力加速度g 取10 m/s 2.下列分析正确的是( )图5146A ．物体与地面之间的动摩擦因数为0.2B ．物体运动的位移为13 mC ．物体在前3 m 运动过程中的加速度为3 m/s 2D ．x ＝9 m 时，物体的速度为3 2 m/s答案：ACD [解析] 由W f ＝fx 对应图乙可知，物体与地面之间的滑动摩擦力f ＝2 N ，由f ＝μmg 可得μ＝0.2，A 正确；由W F ＝Fx 对应图乙可知，前3 m 内，拉力F 1＝5 N ，3～9 m 内拉力F 2＝2 N ，物体在前3 m 内的加速度a 1＝F 1－f m ＝3 m/s 2，C 正确；由动能定理得W F －fx ＝12mv 2，可得：x ＝9 m 时，物体的速度为v ＝3 2 m/s ，D 正确；物体的最大位移x m ＝W F mf＝13.5 m ，B 错误．考点四1.由于多过程问题的受力情况、运动情况比较复杂，从动力学的角度分析多过程问题往往比较复杂，但是，用动能定理分析问题，是从总体上把握其运动状态的变化，并不需要从细节上了解．因此，动能定理的优越性就明显地表现出来了，分析力的作用是看力做的功，也只需把所有的力做的功累加起来即可．2．运用动能定理解决问题时，有两种思路：一种是全过程列式，另一种是分段列式．3．全过程列式时，涉及重力、弹簧弹力、大小恒定的阻力或摩擦力做功时，要注意运用它们的功能特点：(1)重力做的功取决于物体的初、末位置，与路径无关；(2)大小恒定的阻力或摩擦力做的功等于力的大小与路程的乘积． (3)弹簧弹力做功与路径无关．分)[2016·全国卷Ⅰ] 如图5147所示，一轻弹簧原长为2R ，其一端固定在倾角为37°的固定直轨道AC 的底端A 处，另一端位于直轨道上B 处，弹簧处于自然状态，直轨道与一半径为56R 的光滑圆弧轨道相切于C 点，AC ＝7R ，A 、B 、C 、D 均在同一竖直平面内．质量为m 的小物块P 自C 点由静止开始下滑，最低到达E 点(未画出)，随后P 沿轨道被弹回，最高到达F 点，AF ＝4R ，已知P 与直轨道间的动摩擦因数μ＝14，重力加速度大小为g .(取sin 37°＝35，cos 37°＝45)(1)求P 第一次运动到B 点时速度的大小．(2)求P 运动到E 点时弹簧的弹性势能．(3)改变物块P 的质量，将P 推至E 点，从静止开始释放．已知P 自圆弧轨道的最高点D 处水平飞出后，恰好通过G 点．G 点在C 点左下方，与C 点水平相距72R 、竖直相距R ，求P 运动到D 点时速度的大小和改变后P 的质量．图5147[解答规范] (1)根据题意知，B 、C 之间的距离l 为 l ＝7R －2R ①(1分)设P 到达B 点时的速度为v B ，由动能定理得 ________＝12mv 2B ②(2分)式中θ＝37°，联立①②式并由题给条件得v B ＝2gR ③(1分)(2)设BE ＝x ，P 到达E 点时速度为零，设此时弹簧的弹性势能为E p .P 由B 点运动到E 点的过程中，由动能定理有____________________＝0－12mv 2B ④(2分)E 、F 之间的距离l 1为 l 1＝4R －2R ＋x ⑤(1分)P 到达E 点后反弹，从E 点运动到F 点的过程中，由动能定理有________________________＝0 ⑥(2分) 联立③④⑤⑥式并由题给条件得 x ＝R ⑦E p ＝125mgR ⑧(1分)(3)设改变后P 的质量为m 1，D 点与G 点的水平距离x 1和竖直距离y 1分别为x 1＝72R －56R sin θ ⑨(1分) y 1＝R ＋56R ＋56R cos θ ⑩(1分)式中，已应用了过C 点的圆轨道半径与竖直方向夹角仍为θ的事实．设P 在D 点的速度为v D ，由D 点运动到G 点的时间为t .由平抛运动公式有y 1＝12gt 2 ⑪ x 1＝v D t ⑫联立⑨⑩⑪⑫式得v D ＝355gR ⑬(1分) 设P 在C 点速度的大小为v C ，在P 由C 运动到D 的过程中机械能守恒，有 12m 1v 2C ＝12m 1v 2D ＋m 1g ⎝ ⎛⎭⎪⎫56R ＋56R cos θ ⑭(2分) P 由E 点运动到C 点的过程中，同理，由动能定理有____________________________＝12m 1v 2C ⑮(2分)联立⑦⑧⑬⑭⑮式得m 1＝13m ⑯(1分)答案：mgl sin θ－μmgl cos θ mgx sin θ－μmgx cos θ－E p E p －mgl 1sin θ－μmgl 1cos θE p －m 1g (x ＋5R )sin θ－μm 1g (x ＋5R )cos θ1 [2016·株洲三模] 如图5148甲所示，一根直杆AB 与水平面成某一角度固定，在杆上套一个小物块，杆底端B 处有一弹性挡板，杆与板面垂直，现将物块拉到顶端A 点由静止释放，物块下滑与挡板第一次碰撞前后的v t 图像如图乙所示，物块最终停止在B 处．重力加速度g 取10 m/s 2.求：(1)物块与杆之间的动摩擦因数； (2)物块滑过的总路程．图5148答案：(1)0.25 (2)6 m[解析] (1)由图像可知物块下滑时加速度大小a 1＝4 m/s 2，上滑时加速度大小a 2＝8 m/s 2，杆AB 长l ＝2 m.设杆倾角为θ，物块质量为m ，物块与杆之间的动摩擦因数为μ 由牛顿第二定律得mg sin θ－μmg cos θ＝ma 1 mg sin θ＋μmg cos θ＝ma 2代入数据得μ＝0.25，sin θ＝0.6，cos θ＝0.8.(2)对物块整个运动过程分析，设物块滑过总路程为s ，由动能定理得 mgl sin θ－μmg cos θ·s ＝0 代入数据得s ＝6 m.2 山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动．一滑雪道ABC 的底部是一个半径为R 的圆，圆与雪道相切于C 点，C 的切线沿水平方向，到水平雪地之间是高为H 的峭壁，D 是圆的最高点，如图5149所示．运动员从A 点由静止下滑，刚好经过圆轨道最高点D 旋转一周，再滑到C 点后被水平抛出，当抛出时间为t 时，迎面遭遇一股强风，运动员最终落到了雪地上，落地时速度大小为v .已知运动员连同滑雪装备总质量为m ，重力加速度为g ，不计遭遇强风前的空气阻力和雪道的摩擦阻力，求：(1)A 、C 的高度差h ；(2)运动员刚遭遇强风时的速度大小及距地面的高度； (3)强风对运动员所做的功．图5149答案：(1)52R (2)5gR ＋g 2t 2H －12gt 2(3)12mv 2－mgH ＋52R [解析] (1)运动员刚好经过圆轨道最高点，其速度满足mg ＝mv 2DR由动能定理得mg (h －2R )＝12mv 2D联立解得h ＝52R .(2)运动员做平抛运动，在竖直方向上的速度v ′＝gt 从A 到C 由动能定理得mg ·52R ＝12mv 20v 1＝v 20＋v ′2＝5gR ＋g 2t 2 下落高度为h 1＝12gt 2距地面高度为h 2＝H －h 1＝H －12gt 2.(3)对整个过程，由动能定理得W ＋mgH ＋52R ＝12mv 2解得W ＝12mv 2－mgH ＋52R .3 如图51410甲所示，自然伸长的轻弹簧左端固定在竖直墙上，右端在O 位置．质量为m 的物块A (可视为质点)以初速度v 0从距O 点x 0的P 点处向左运动，与弹簧接触后压缩弹簧，将弹簧右端压到O ′点位置后，A 又被弹簧弹回．A 离开弹簧后，恰好回到P 点．物块A 与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g .(1)求物块A 从P 点出发又回到P 点的过程，克服摩擦力所做的功． (2)求O 点和O ′点间的距离x 1.(3)如图乙所示，若将另一个与A 完全相同的物块B (可视为质点)与弹簧右端拴接，将A 放在B 右边，向左推A 、B ，使弹簧右端压缩到O ′点位置，然后从静止释放，A 、B 共同滑行一段距离后分离．分离后物块A 向右滑行的最大距离x 2是多少？图51410答案：(1)12mv 20 (2)v 204μg －x 0 (3)x 0－v 28μg[解析] (1)物块A 从P 点出发又回到P 点的过程，根据动能定理得克服摩擦力所做的功为W f ＝12mv 20.(2)物块A 从P 点出发又回到P 点的过程，根据动能定理得－2μmg (x 1＋x 0)＝－12mv 2解得x 1＝v 204μg－x 0.(3)A 、B 在弹簧处于原长处分离，设此时它们的共同速度是v 1，弹出过程弹力做功W F 只有A 时，从O ′到P 有 W F －μmg (x 1＋x 0)＝0－0 A 、B 共同从O ′到O 有W F －2μmgx 1＝12×2mv 21分离后对A 有 12mv 21＝μmgx 2 联立以上各式可得x 2＝x 0－v 208μg.■ 规律总结利用动能定理求解多过程问题的基本思路 1．弄清物体的运动由哪些过程组成． 2．分析每个过程中物体的受力情况．3．各个力做功有何特点，对动能的变化有无影响．4．从总体上把握全过程，表达出总功，找出初、末状态的动能． 5．对所研究的全过程运用动能定理列方程．【教师备用习题】1．[2015·江西十校二模] 将三个木板1、2、3固定在墙角，木板与墙壁和地面构成了三个不同的三角形，如图所示，其中1与2底边相同，2和3高度相同．现将一个可以视为质点的物块分别从三个木板的顶端由静止释放，使其沿斜面下滑到底端，物块与木板之间的动摩擦因数μ均相同．在这三个过程中，下列说法不正确的是( )A ．沿着1和2下滑到底端时，物块的速率不同，沿着2和3下滑到底端时，物块的速率相同B ．沿着1下滑到底端时，物块的速度最大C ．物块沿着3下滑到底端的过程中，产生的热量最多D ．物块沿着1和2下滑到底端的过程中，产生的热量一样多[解析] A 设1、2、3木板与地面的夹角分别为θ1、θ2、θ3，木板长分别为l 1、l 2、l 3，当物块沿木板1下滑时，由动能定理有mgh 1－μmgl 1cos θ1＝12mv 21－0，当物块沿木板2下滑时，由动能定理有mgh 2－μmgl 2cos θ2＝12mv 22－0，又h 1>h 2，l 1cos θ1＝l 2cos θ2，可得v 1>v 2；当物块沿木板3下滑时，由动能定理有mgh 3－μmgl 3cos θ3＝12mv 23－0，又h 2＝h 3，l 2cos θ2<l 3cos θ3，可得v 2>v 3，选项A 错误，选项B正确；三个过程中产生的热量分别为Q 1＝μmgl 1cos θ1，Q 2＝μmgl 2cos θ2，Q 3＝μmgl 3cos θ3，则Q 1＝Q 2<Q 3，故选项C 、D 正确．只有选项A 符合题意．2．(多选)[2016·马鞍山模拟] 如图甲所示，一物体由某一固定的长斜面的底端以初速度v 0沿斜面上滑，其动能E k 随离开斜面底端的距离x 变化的图线如图乙所示，斜面与物体间的动摩擦因数μ＝0.5，g取10 m/s 2，不计空气阻力，则以下说法正确的是( )A ．斜面的倾角θ＝30°B ．物体的质量为m ＝0.5 kgC ．斜面与物体间的摩擦力大小f ＝2 ND ．物体在斜面上运动的总时间t ＝2 s[解析] BC 由动能定理知E k x 图像的斜率的绝对值表示合外力的大小，则上升阶段有mg sin θ＋μmg cos θ＝255 N ＝5 N ①，下降阶段有mg sin θ－μmg cos θ＝55 N ＝1 N ②，①②联立得tan θ＝34，即θ＝37°，m ＝0.5 kg ，故A 选项错误，B 选项正确．物体与斜面间的摩擦力f ＝μmg cos θ＝2 N ，故C 选项正确．上升阶段由E k x 图像知合力F 1＝5 N ，则a 1＝10 m/s 2，t 1＝v 1a 1，E k1＝12mv 21＝25 J ，联立得t 1＝1 s ．同理，下降阶段合力F 2＝1 N ，则a 2＝2 m/s 2，t 2＝v 2a 2，E k2＝12mv 22＝5 J ，联立得t 2＝ 5 s ，则t ＝t 1＋t 2＝(1＋5) s ，故D 选项错误．3．(多选)[2015·河北保定调研] 如图所示，内壁光滑、半径大小为R 的圆轨道竖直固定在桌面上，一个质量为m 的小球静止在轨道底部A 点．现用小锤沿水平方向快速击打小球，击打后迅速移开，使小球沿轨道在竖直面内运动．当小球回到A 点时，再次用小锤沿运动方向击打小球，通过两次击打，小球才能运动到圆轨道的最高点．已知小球在运动过程中始终未脱离轨道，在第一次击打过程中小锤对小球做功W 1，第二次击打过程中小锤对小球做功W 2.设先后两次击打过程中小锤对小球做的功全部用来增加小球的动能，则W 1W 2的值可能是( )A.12B.23C.34D ．1 [解析] AB 第一次击打，小球运动的最大高度为R ，即W 1≤mgR ，第二次击打，小球才能运动到圆轨道的最高点，而恰好过最高点的条件为mg ＝m v 2高R，即v 高＝gR ，小球从静止到到达最高点的过程，由动能定理得W 1＋W 2－mg ·2R ＝12mv 2高－0，得W 1＋W 2＝52mgR ，则W 2≥32mgR ，故W 1W 2≤23，故选项A 、B 正确．4．[2015·浙江卷] 如图所示，用一块长L 1＝1.0 m 的木板在墙和桌面间架设斜面，桌子高H ＝0.8 m ，长L 2＝1.5 m ．斜面与水平桌面的倾角θ可在0～60°间调节后固定．将质量m ＝0.2 kg 的小物块从斜面顶端静止释放，物块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.05，物块与桌面间的动摩擦因数为μ2，忽略物块在斜面与桌面交接处的能量损失．(重力加速度取g ＝10 m/s 2；最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(1)求θ角增大到多少时，物块能从斜面开始下滑；(用正切值表示)(2)当θ角增大到37°时，物块恰能停在桌面边缘，求物块与桌面间的动摩擦因数μ2；(已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)(3)继续增大θ角，发现θ＝53°时物块落地点与墙面的距离最大，求此最大距离x m .[答案] (1)tan θ≥0.05 (2)0.8 (3)1.9 m[解析] (1)为使小物块下滑，有mg sin θ≥μ1mg cos θ 解得tan θ≥0.05 (2)由动能定理得 mgL 1sin θ－W f ＝0其中W f ＝μ1mgL 1cos θ＋μ2mg (L 2－L 1cos θ) 解得μ2＝0.8 (3)由动能定理得mgL 1sin θ－W f ＝12mv 2解得v ＝1 m/s由平抛运动规律，得H ＝12gt 2x 1＝vt解得t ＝0.4 s ，x 1＝0.4 m x m ＝x 1＋L 2＝1.9 m5．[2015·山东卷] 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个定滑轮连接．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：甲乙(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 0.1mgl[解析] (1)设开始时细绳的拉力大小为T 1，传感装置的初始值为F 1，物块质量为M ，由平衡条件得对小球，T 1＝mg ① 对物块，F 1＋T 1＝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T 2，传感装置的示数为F 2，据题意可知，F 2＝1.25F 1，由平衡条件得对小球，T 2＝mg cos 60°③ 对物块，F 2＋T 2＝Mg ④联立①②③④式，代入数据得 M ＝3m ⑤(2)设小球运动至最低位置时速度的大小为v ，从释放到运动至最低位置的过程中，小球克服阻力所做的功为W f ，由动能定理得mgl (1－cos 60°)－W f ＝12mv 2⑥在最低位置，设细绳的拉力大小为T 3，传感装置的示数为F 3，据题意可知， F 3＝0.6F 1对小球，由牛顿第二定律得T 3－mg ＝m v 2l⑦对物块，由平衡条件得 F 3＋T 3＝Mg ⑧联立①②⑤⑥⑦⑧式，代入数据得 W f ＝0.1mgl ⑨6．[2016·山西质量检测] 如图所示，两块相同的薄木板紧挨着静止在水平地面上，每块木板的质量为M ＝1.0 kg ，长度为L ＝1.0 m ，它们与地面间的动摩擦因数μ1＝0.10.木板1的左端放有一块质量为m ＝1.0 kg 的小铅块(可视为质点)，它与木板间的动摩擦因数为μ2＝0.25.现突然给铅块一个水平向右的初速度，使其在木板1上滑行．假设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取重力加速度g ＝10 m/s 2.(1)当铅块的初速度v 0＝2.0 m/s 时，铅块相对地面滑动的距离是多大？(2)若铅块的初速度v 1＝3.0 m/s ，铅块停止运动时与木板2左端的距离是多大？[答案] (1)0.8 m (2)23m[解析] (1)取水平向右为正方向，相对木板滑动时，铅块与木板间的滑动摩擦力的大小为f ＝μ2mg ＝2.5 N当铅块在木板1上滑动时，两块木板与地面间的最大静摩擦力的大小为f 1＝μ1(2M ＋m )g ＝3.0 N 因为f <f 1，所以铅块在木板1上运动时，两块木板都保持静止．设铅块能在木板1上停止运动，相对木板1运动的距离为x ，则－fx ＝0－12mv 2解得x ＝0.8 m因为x <L ，所以假设成立，铅块相对地面滑动的距离也为0.8 m.(2)铅块刚离开木板1时两块木板速度均为0，设此时铅块的速度为v 2，则－fL ＝12mv 22－12mv 21解得v 2＝2 m/s铅块在木板2上滑动时，设铅块的加速度为a ，木板2的加速度为a 1，则a ＝－fm ＝－μ2g ＝－2.5 m/s 2a 1＝μ2mg －μ1（M ＋m ）g M＝0.5 m/s 2假设铅块滑上木板2后，经过时间t 能相对木板2静止，此时铅块和木板2的共同速度为v ，该过程铅块位移为x 1，木板2的位移为x 2，铅块与木板2左端的距离为Δxv ＝v 2＋at v ＝a 1tx 1＝v 2t ＋12at 2 x 2＝12a 1t 2Δx ＝x 1－x 2 解得Δx ＝23m此后铅块相对木板2保持相对静止，即铅块停止运动时与木板2左端的距离为23m.。

2020届高考物理一轮复习教学案精品集52动能动能定理

2020届高考物理一轮复习教学案精品集52动能动能定理第二课时动能定理【教学要求】1．了解动能和动能定理。

2．明白得动能定理及应用。

【知识再现】一、动能1．定义：物体由于而具有的能量叫做动能。

2．公式：E k ＝。

3．单位：焦耳(J)．1 J=1 N ·m4．动能是标量，同时动能总零，不可能零。

①动能是状态量，也是相对量．因为v 为瞬时速度，且与参考系的选择有关．②动能与动量大小的关系:E k = 或p= 摸索：如何样才能改变物体的动能呢？二、动能定理1．内容：作用在物体上的合外力的功等于物体动能的变化。

2.表达式：21222121mv mv E Wk -=∆=合摸索：如何从牛顿定律和运动学公式角度推导动能定理的表达式？知识点一物体动能的变化1．速度v 是一个描述物体运动状态的物理量，动能E k =mv 2/2也是一个描述物体运动状态的物理量。

速度变化时，动能不一定变化．如物体做匀速圆周运动时，尽管速度在变化，但动能是恒童．但是动能变化时，速度一定发生变化．如物体做自由落体运动，物体动能变化，其运动速度也在变化．2.物体在一直线上运动时，其速．度有正、负之分〔表示方向〕，但物体的动能却永久是正值．而动能的变化量能够有正负．动能的变化量等于物体的未状态的动能减去其初状态的动能。

【应用1】一个质量为m 的物体，分不做以下运动，其动能在运动过程中一定发生变化的是〔〕 A.匀速直线运动 B.匀变速直线运动 C.平抛运动 D.匀速圆周运动－导示: 匀速直线运动，速度恒定不变，动能不变；动速度大小发生变化，动能变化。

应选BC 。

知识点二动能定理的明白得1．W合是物体所受各外力〔包括重力、电场力、磁场力、弹力、摩擦力等〕对物体做功的代数和，专门注意功的正、负．也能够先求合外力，再求合外力的功．2．式等号右边是动能的增量，只能是末状态的动能减初状态的动能．3．动能定理的数学表达式是在物体受恒力作用且做直线运动情形下推导的，但不论作用在物体上的外力是恒力依旧变力，也不论物体是做直线运动依旧曲线运动，动能定理都适用．4．动能定理的运算式为标量式，v 为相对同一参照系的速度．5．动能定理的研究对象是单一的物体，或者能够看成单一物体的物体系．6．假设物体运动全过程中包含几个不同过程，应用动能定理时能够分段考虑，也能够将全过程作为一整体来处理。

2020版物理一轮复习 5.2 动能定理及其应用学案新人教版必修2

第2节动能定理及其应用【考纲知识梳理】一、动能定义：物体由于运动而具有的能叫动能表达式为:221mv E k =，动能和动量的关系：动能是用以描述机械运动的状态量。

动量是从机械运动出发量化机械运动的状态,动量确定的物体决定着它克服一定的阻力还能运动多久；动能则是从机械运动与其它运动的关系出发量化机械运动的状态，动能确定的物体决定着它克服一定的阻力还能运动多远。

二、动能定理1.定义：合外力所做的总功等于物体动能的变化量. —— 这个结论叫做动能定理.2.表达式：K E mv mv W ∆=-=2122合2121，式中W 合是各个外力对物体做功的总和，ΔEK 是做功过程中始末两个状态动能的增量.3.推导：动能定理实际上是在牛顿第二定律的基础上对空间累积而得：在牛顿第二定律 F=ma 两端同乘以合外力方向上的位移s ，即可得21222121mv mv mas Fs W -===合【要点名师透析】一、对动能定理的理解1.总功的计算物体受到多个外力作用时，计算合外力的功，要考虑各个外力共同做功产生的效果，一般有如下两种方法：(1)先由力的合成或根据牛顿第二定律求出合力F 合，然后由W=F 合lcos α计算.(2)由W=Flcosα计算各个力对物体做的功W1、W2、…、Wn,然后将各个外力所做的功求代数和，即W合=W1+W2+…+Wn.2.动能定理公式中等号的意义(1)数量关系:即合外力所做的功与物体动能的变化具有等量代换关系.可以通过计算物体动能的变化,求合力的功,进而求得某一力的功.(2)单位相同:国际单位都是焦耳.(3)因果关系:合外力的功是物体动能变化的原因.3.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.4.动能定理应用广泛，直线运动、曲线运动、恒力做功、变力做功、同时做功、分段做功等各种情况均适用.注意：(1)动能定理说明了外力对物体所做的总功和动能变化间的一种因果关系和数量关系，不可理解为功转变成了物体的动能.(2)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.【例证1】如图所示,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,以地面为参照物,A、B都向前移动一段距离,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的动能的增量C.A对B的摩擦力所做的功等于B对A的摩擦力所做的功D.外力F对B做的功等于B的动能的增量与B克服摩擦力所做的功之和【答案】选B、D.【详解】物体A所受的合外力等于B对A的摩擦力,所以B对A的摩擦力所做的功等于A的动能的增量,所以B对.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,但由于A在B上滑动,A、B对地的位移不等,所以二者做功不等,故C错.对B应用动能定理,WF-Wf=ΔEkB，即WF=ΔEkB+Wf,即外力F对B 做的功等于B的动能增量与B克服摩擦力所做功之和，所以D对，A错,故选B、D.二、动能定理的应用1.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：(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.2.注意事项(1)动能定理的研究对象可以是单一物体，或者是可以看做单一物体的物体系统.(2)动能定理是求解物体的位移或速率的简捷公式.当题目中涉及到位移和速度而不涉及时间时可优先考虑动能定理；处理曲线运动中的速率问题时也要优先考虑动能定理.(3)若过程包含了几个运动性质不同的分过程，既可分段考虑，也可整个过程考虑.但求功时，有些力不是全过程都做功，必须根据不同的情况分别对待求出总功. (4)应用动能定理时，必须明确各力做功的正、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.【例2】(2020·济南模拟)(14分)如图甲所示，一质量为m=1 kg的物块静止在粗糙水平面上的A点，从t=0时刻开始，物块受到按如图乙所示规律变化的水平力F作用并向右运动，第3 s末物块运动到B点时速度刚好为0，第5 s末物块刚好回到A 点，已知物块与粗糙水平面之间的动摩擦因数μ=0.2，(g取10 m/s2)求：(1)A与B间的距离；(2)水平力F在5 s内对物块所做的功.【答案】(1)4 m (2)24 J【详解】(1)在3 s～5 s内物块在水平恒力F作用下由B点匀加速运动到A点，设加速度为a，A与B间的距离为x，则F-μmg=ma (2分)得a=2 m/s2 (1分)x==4 m (2分)(2)设物块回到A点时的速度为vA，由vA2=2ax得vA=4 m/s (3分)设整个过程中F做的功为WF，由动能定理得：WF-2μmgx= (4分)解得：WF=24 J (2分)【感悟高考真题】1.（2020·新课标全国卷·T15）一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用。

高三物理第一轮复习教案——动能定理

高考一轮复习——动能定理一、教学目标：1．理解动能定理的确切含义2．熟练运用动能定理分析解决有关问题二、教学重难点：1、重点：（1）动能定理的确切含义（2）动能定理的应用2、难点：动能定理的应用三、考点点拨：1．利用动能定理求变力做功2．应用动能定理应该注意的问题3．动能定理在多体问题中的应用四、教学过程：（一）考点扫描1、知识整合（1）动能：①物体由于运动而具有的能量叫动能。

②动能的大小： E k 1 mv 2 。

2③动能是标量，也是状态量。

（2）动能定理：⑴动能定理的内容和表达式：外力对物体做的总功等于物体动能的变化。

W 总=ΔE K⑵物理意义：动能定理指出了功和能的关系，即外力做的总功，对应着物体动能的变化，变化的大小由外力做的总功来度量。

我们所说的外力，既可以是重力、弹力、摩擦力，又可以是电场力、磁场力或其他力。

物体动能的变化是指末动能与初动能的差。

⑶动能定理的适用条件：动能定理既适用于直线运动，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，既可以同时做用，也可以分阶段作用，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。

2、重难点阐释（1）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做功的情况：受哪些力？每个力是否做功？做正功还是负功？做多少功？然后求各力做功的代数和。

③明确物体在过程的始末状态的动能 E k1 和 E k2ω F④列出动能定理的方程 W 合＝E k2-E k1 及其它必要的解题方程，进行求解。

（2）动能定理的理解和应用要点：①动能定理的计算式为 W 合＝E k2-E k1，v 和 s 是想对于同一参考系的。

②动能定理的研究对象是单一物体，或者可以看做单一物体的物体系。

③动能定理不仅可以求恒力做功，也可以求变力做功。

在某些问题中由于力 F 的大小发生变化或方向发生变化，中学阶段不能直接利用功的公式 W=FS 来求功，，此时我们利用动能定理来求变力做功。

(精品人教)2020年高考物理一轮复习第五章机械能及其守恒定律第2讲动能定理及其应用学案

第2讲动能定理及其应用板块一主干梳理·夯实基础【知识点1】动能 Ⅱ1.定义：物体由于运动而具有的能。

2.公式：E k ＝12mv 2。

3.物理意义：动能是状态量，是标量(选填“矢量”或“标量”)，只有正值，动能与速度方向无关。

4.单位：焦耳，1 J ＝1 N·m＝1 kg·m 2/s 2。

5.动能的相对性：由于速度具有相对性，所以动能也具有相对性。

6.动能的变化：物体末动能与初动能之差，即ΔE k ＝12mv 22－12mv 21。

【知识点2】动能定理 Ⅱ1.内容：合外力对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。

2.表达式 (1)W ＝ΔE k 。

(2)W ＝E k2－E k1。

(3)W ＝12mv 22－12mv 21。

3.物理意义：合外力的功是物体动能变化的量度。

4.适用范围广泛(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。

板块二考点细研·悟法培优考点1动能定理的理解和应用[拓展延伸]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 、E k 等，在处理含有上述物理量的问题时，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 如图所示，质量为m 的滑块从h 高处的a 点沿倾斜轨道ab 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( )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mgh2C.滑块经b 点时的速度大于gh ＋v 2D.滑块经b 点时的速度等于2gh ＋v 2(1)滑块从b 到c 的过程中摩擦力做功吗？做正功还是负功？提示：做功。

高考物理一轮练习动能和动能定理导学案

第五章机械能【课题】§5.2 动能与动能定理【学习目标】理解动能定理及应用．【知识要点】1．动能：物体由于________________而具有旳能．①E k =mv 2/2 单位：焦耳〔J 〕，②动能是标量，是状态量．③动能具有相对性，其大小与参考系选取有关，2．物体动能旳变化：ΔE k =12mv 22－12mv 213．动能定理(1)内容：力在一个过程中对物体所做旳功，等于物体在这个过程中____________，叫动能定理．(2)动能定理旳表达式_________________________________．4．对动能定理旳理解(1)W 合是物体所受合外力(包括重力、电场力、磁场力、弹力、摩擦力等)对物体做功旳代数与，特别注意功旳正、负．也可以先求合外力，再求合外力旳功．(2)动能定理既适用于物体做直线运动，也适用于物体做_________运动．既适用于恒力做功旳过程．也适用于_________做功旳过程，既可以分段列式，也可以对整体过程列式求解．(3) 动能定理旳计算式为标量式，v 为相对同一参照系旳速度．动能定理中旳位移及速度，一般都是相对地球而言旳．(4)假设物体运动全过程中包含几个不同过程，应用动能定理时可以分段考虑，也可以将全过程作为一个整体来处理．5．应用动能定理解题旳一般思路与步骤：①找对象：通常是单个物体．②作二分析：_______分析；__________分析．③确定各力做功．④建方程．【典型例题】一、动能定理旳理解及应用【例题1】如下图，用恒力F使一个质量为m旳物体由静止开场沿水平地面移动旳位移为l，力F跟物体前进旳方向旳夹角为α，物体与地面间旳动摩擦因数为μ，求：(1)力F对物体做功W旳大小；(2)地面对物体旳摩擦力F f旳大小；(3)物体获得旳动能E k.【例题2】如下图，质量m＝1 kg旳木块静止在高h＝1.2 m旳平台上，木块与平台间旳动摩擦因数μ＝0.2，用水平推力F＝20 N，使木块产生位移l1＝3 m时撤去，木块又滑行l2＝1 m时飞出平台，求木块落地时速度旳大小？二、利用动能定理求变力旳功【例3】如下图，质量为m旳小球用长为L旳轻质细线悬于O点，与O点处于同一水平线上旳P点处有一个光滑旳细钉，OP＝L/2，在A点给小球一个水平向左旳初速度v0，发现小球恰能到达跟P点在同一竖直线上旳最高点B.那么：(1)小球到达B点时旳速率？(2)假设不计空气阻力，那么初速度v0为多少？(3)假设初速度v 0＝3 gL ，那么在小球从A 到B 旳过程克制空气阻力做了多少功？三、用动能定理求解多过程问题【例4】如下图是某公司设计旳“2009”玩具轨道，是用透明旳薄壁圆管弯成旳竖直轨道，其中引入管道AB 及“200”管道是粗糙旳，AB 是与“2009”管道平滑连接旳竖直放置旳半径为R ＝0.4 m 旳14圆管轨道，AB 圆管轨道半径与“0”字型圆形轨道半径一样．“9”管道是由半径为2R 旳光滑14圆弧与半径为R 旳光滑34圆弧以及两段光滑旳水平管道、一段光滑旳竖直管道组成，“200”管道与“9”管道两者间有一小缝隙P.现让质量m ＝0.5 kg 旳闪光小球(可视为质点)从距A 点高H ＝2.4 m 处自由下落，并由A 点进入轨道AB ，小球到达缝隙P 时旳速率为v ＝8 m /s ，g 取10 m /s 2.求：(1)小球通过粗糙管道过程中克制摩擦阻力做旳功；(2)小球通过“9”管道旳最高点N 时对轨道旳作用力；(3)小球从C 点离开“9”管道之后做平抛运动旳水平位移．【能力训练】1．质量不等，但有一样动能旳两物体，在动摩擦因数一样旳水平地面上滑行直到停顿，那么以下说法中正确旳有( )A ．质量大旳物体滑行距离大B ．质量小旳物体滑行距离大C ．质量大旳物体滑行时间长D ．两物体滑行时间一样2．(2021·东莞模拟)如下图，质量为m 旳物块，在恒力F 旳作用下，沿光滑水平面运动，物块通过A 点与B 点旳速度分别是v A 与v B ，物块由A 点运动到B 点旳过程中，力F 对物块做旳功W 为( )A ．W>12mv 2B －12mv 2AB ．W ＝12mv 2B －12mv 2AC ．W ＝12mv 2A －12mv 2BD ．由于F 旳方向未知，W 无法求出3．(2021·江门模拟)起重机将物体由静止举高h 时，物体旳速度为v ，以下各种说法中正确旳是(不计空气阻力)( )A ．拉力对物体所做旳功，等于物体动能与势能旳增量B ．拉力对物体所做旳功，等于物体动能旳增量C ．拉力对物体所做旳功，等于物体势能旳增量D ．物体克制重力所做旳功，大于物体势能旳增量4．如下图，质量为M 、长度为L 旳木板静止在光滑旳水平面上，质量为m 旳小物体(可视为质点)放在木板上最左端，现用一水平恒力F 作用在小物体上，使物体从静止开场做匀加速直线运动．物体与木板之间旳滑动摩擦力为F f .当物体滑到木板旳最右端时，木板运动旳距离为x ，那么在此过程中( )A ．物体到达木板最右端时具有旳动能为(F －F f )〔L+x 〕B ．物体到达木板最右端时，木板具有旳动能为F f xC ．物体克制摩擦力所做旳功为F f LD ．物体与木板增加旳机械能为Fx5．(2021.天星调研)如下图，质量为m 旳物块在水平恒力F 旳推动下，从山坡(粗糙)底部旳A 处由静止起运动至高为h 旳坡顶B 处，获得旳速度为v ，AB 之间旳旳是( )A ．物块克制重力所做旳功是mghB ．合外力对物块做旳功是12mv 2C ．推力对物块做旳功是12mv 2＋mghD ．阻力对物块做旳功是12mv 2＋mgh －Fx6.(2021·东北三校联合模拟)如下图，长为L 旳长木板水平放置，在木板旳A 端放置一个质量为m 旳小物块．现缓慢地抬高A端，使木板以左端为轴转动，当木板转到与水平面旳夹角为α时小物块开场滑动，此时停顿转动木板，小物块滑到底端旳速度为v ，那么在整个过程中( )A.支持力对物块做功为0B.持力对小物块做功为mgL sin αC.摩擦力对小物块做功为mgL sin αD.滑动摩擦力对小物块做功为12mv 2－mgL sin α7．(2021·南京模拟)如下图，小木块可以分别从固定斜面旳顶端沿左边或右边由静止开场滑下，且滑到水平面上旳A 点或B 点停下．假定小木块与斜面及水平面间旳动摩擦因数一样，斜面与水平面平缓连接，图中水平面上旳O 点位于斜面顶点正下方，那么( )A ．距离OA 小于OB B ．距离OA 大于OBC ．距离OA 等于OBD ．无法作出明确判断8质量为m 旳物体静止在粗糙旳水平地面上，假设物体受水平力F 旳作用从静止起通过位移l 时旳动能为E k 1，当物体受水平力2F 作用，从静止开场通过一样位移l ，它旳动能为E k 2，那么( )A ．E k 2＝E k 1B ．E k 2＝2E k 1C ．E k 2>2E k 1D ．E k 1<E k 2<2E k 19.如下图，质量为m 旳钢珠从高出地面h 处由静止自由下落，落到地面进入沙坑h 10停顿，那么(1)钢珠在沙坑中受到旳平均阻力是重力旳多少倍？(2)假设让钢珠进入沙坑h/8，那么钢珠在h 处旳动能应为多少？设钢珠在沙坑中所受平均阻力大小不随深度改变．10．(2021·北京西城抽样测试)如下图，轨道ABC 被竖直地固定在水平桌面上，A 距离水平地面高H ＝0.75 m ，C 距离水平地面高h ＝0.45 m ．一质量m ＝0.10 kg 旳小物块自A 点从静止开场下滑，从C 点以水平速度飞出后落在水平地面上旳D 点．现测得C 、D 两点旳水平距离为l ＝0.60 m ．不计空气阻力，取g ＝10 m /s 2.求：(1)小物块从C 点运动到D 点经历旳时间；(2)小物块从C 点飞出时速度旳大小；(3)小物块从A 点运动到C 点旳过程中克制摩擦力做旳功．例题答案：例题1(1)物体在F 旳作用下，发生位移l ，F 与l 旳夹角为α，有W ＝Fl cos α(2)物体对地面旳压力为F N ，滑动摩擦力F f ＝μF NF N ＝mg －F sin α，得F f ＝μ(mg －F sin α)．(3)由动能定理得W －W f ＝E k －0E k ＝Fl cos α－μ(mg －F sin α)l .例2 8 2 m/s解析解法一取木块为研究对象．其运动分三个过程，先匀加速运动l 1，后匀减速运动l 2，再做平抛运动，对每一个过程，分别列动能定理得Fl 1－μmgl 1＝12mv 21－μmgl 2＝12mv 22－12mv 21mgh ＝12mv 23－12mv 22解得v 3＝8 2 m/s解法二对全过程由动能定理得Fl 1－μmg (l 1＋l 2)＋mgh ＝12mv 2－0代入数据得v ＝8 2 m/s例3(1) gL 2 (2) 7gL 2 (3)114mgL解析 (1)小球恰能到达最高点B ，有mg ＝m v 2B L /2，得v B ＝gL2.(2)从A →B 由动能定理得－mg (L ＋L 2)＝12mv 2B －12mv 20 可求出v 0＝ 7gL2(3)在小球从A 到B 旳过程中由动能定理得－mg (L ＋L2)－W f ＝12mv 2B －12mv 20可求出W f ＝114mgL .例4 (1)2 J (2)35 N (3)2.77 m解析 (1)小球从初始位置到达缝隙P 旳过程中，由动能定理有mg (H ＋3R )－W F ＝12mv 2－0代入数据得W F ＝2 J.(2)设小球到达最高点N 时旳速度为v N ，对由P →N 过程由动能定理得－mg ·4R ＝12mv 2N －12mv 2 在最高点N 时，根据牛顿第二定律有F N ＋mg ＝m v 2N R 联立解得F N ＝m v 2N R －mg ＝35 N所以小球在最高点N 时对轨道旳作用力为35 N.(3)小球从初始位置到达C 点旳过程中，由动能定理有mg (H ＋R )－W F ＝12mv 2C －0解得v C ＝4 3 m/s小球从C 点离开“9〞管道之后做平抛运动，竖直方向2R ＝12gt 2，解得t ＝0.4 s 水平方向DE ＝v C t ≈2.77 m所以平抛运动旳水平位移为2.77 m.能力训练答案：1．B 2.B 3.A 4.AB 5.C6.BD 在物体升高旳时候，支持力在做功 mgLsina ，所做旳功转化为物体旳势能，升高旳过程中摩擦力与运动旳方向垂直不做功〔物体路径为圆弧，切向与径向垂直〕.物体下滑时，支持力不做功，摩擦力做功mgLcosa, 从能量旳角度得 mgLcosa=mgLsina-1/2mv^2开场与完毕时，物体都在地面，重力总做功=0，木板做旳总功为1/2mv^28C [Fl －fl ＝E k1,2Fl －fl ＝E k2 即2Fl －2fl ＋fl ＝E k2 2E k1＋fl ＝E k2，故E k2>2E k1]9解析：(1)取钢珠为研究对象，对它旳整个运动过程，由动能定理得W ＝W F ＋W G ＝ΔE k 旳零参考平面，那么重力所做旳功W G ＝1110mgh ，阻力所做旳功W F ＝110Fh ，代入得1110mgh －110Fh ＝0，故有F mg ＝11，即所求倍数为11.(2)设钢珠在h 处旳动能为E k ，那么对钢珠旳整个运动过程，由动能定理得W ＝W F ＋W G ＝ΔE k ，进一步展开为9mgh 8－Fh 8＝－E k ，得E k ＝mgh 4.10. 10．(1)0.3 s (2)2.0 m/s (3)0.1 J解析 (1)小物块从C 水平飞出后做平抛运动，由h ＝12gt 2得小物块从C 到D 运动旳时间t ＝ 2hg ＝0.3 s (2)从C 点飞出时速度旳大小v ＝l t ＝2.0 m/s(3)小物块从A 运动到C 旳过程中，根据动能定理得mg (H －h )＋W f ＝12mv 2－0摩擦力做功W f ＝12mv 2－mg (H －h )＝－0.1 J此过程中克制摩擦力做旳功W f ′＝－W f ＝0.1 J.。

高考物理一轮复习专题课件5 专题2 动能《动能定理》

答空气阻力不提供向心力，绳上的张力T与重力mg的合力提供向心力．
(3)小球通过最低点 A 的速度 vA 是多大？ 2 vA 答由 7mg－ mg＝ m 得 vA＝ 6gR. R (4)小球继续运动，经过半个圆周“恰能通过最高点 B”，小球在最高点 B 的受力情况有什么特点？谁来提供向心力？答竖直方向恰好只受到重力作用，重力提供向心力． (5)小球通过最高点 B 的速度 vB 是多大？ 2 vB 答由 mg＝ m 得 vB＝ gR. R
的转化又与不同形式的功相联系．例如：
①合外力(包括重力)做功等于物体动能改变量. 势能的改变量． ②与势能有关的力 (重力、弹簧弹力、电场力、分子力 )做功等于
♦特别提醒在研究某一物体受到力的持续作用而发生状态改变时，如涉及位移和速度而不涉及时间时应首先考虑应用动能定理，而后考虑牛顿定律、运动学公式，如涉及加速度时，先考虑
生热”，Q＝F滑·l相对 ( )
请在走过的“思维误区”后打“！” 1．容易把物体相对其他非惯性系的速度当成对地的速度代入动能定理，也常将物体间的相对位移当成对地位移 ( 多过程利用动能定理时易“漏功”或“添功” ( ) )
2．容易把某个力的功当成合力的功代入动能定理．在
3．常常把动能定理的表达式当成矢量式，列分方向的
总 k2 k1
．
．．
当W总＝0时，Ek2＝Ek1，物体的动能不变
♦重点辨析由于动能定理是标量表达式，因此不存在某个方向上的分量表达式，它不像牛顿第二定律那样，能分别在x轴、y 轴上列牛顿第二定律表达式．
方法规律· 归纳
一、对动能定理的理解 1．对动能定理的理解及应用
(1) 位移和速度：必须是相对于同一个参考系的，一
(3) 分析力的作用是看其做功，也只需要把所有的功累加起来而已，力是变力还是恒力，一个力是否一直在作用，这些显得并不重要．

2020高考物理一轮复习5.2动能定理课件新人教版

考点二动能定理与圆周运动综合问题动能定理与圆周运动综合是高考热点题型，在此类问题中，圆周运动最高(低)点的速度是联系动能定理和圆周运动的桥梁，是解题的关键物理量． 1．对运动过程，应用动能定理． 2．对圆周运动最高(低)点，应用圆周运动向心力公式． 3．注意摩擦力的变化，在竖直圆形轨道的同一位置，速度越大，摩擦力越大．
(2018·南开区一模)如图所示，P 为处于水平面内的转盘，可绕竖直转轴 OO′转动，长度为 l 的缆绳一端悬挂在转盘边缘，另一端栓接一质量为 m 的小球，转盘静止时缆绳顶端与转轴间的距离为 d.现让转盘由静止逐渐加速转动，经过一段时间后小球与转盘一起做匀速圆周运动，且缆绳与转轴在同一竖直面内，此时缆绳与竖直方向的夹角为 θ，不计空气阻力及缆绳重力，重力加速度为 g，小球从静止到做匀速圆周运动的过程中，求缆绳对小球做的功？
解得：F＝mgsin60°＋mvLB2＝10×
3 2
N＋2×19
3 N＝23
3
N.
考点三用动能定理求解往复运动问题对于具有重复性的往复运动过程，由于动能定理只涉及物体的初末状态，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． 1．灵活选择研究过程求解多过程问题既可分段考虑，也可全过程考虑，但要优先考虑全过程．
(改编题)在粗糙的斜面上，斜面的动摩擦因数为 μ＝5π3，θ ＝60°，一长为 L ＝1 m 轻杆一端固定在 O 点一端接质量为 m＝1 kg 的小球，小球在无外力的作用下从 A 点静止开始运动．A 为最高点，B 为最低点．g＝10 m/s2，求从 A 第一次运动到 B 点时轻杆的作用力？
【答案】 23 3
(2)小物块第一次上滑的位移大小 x1＝v20t1＝120×1＝5 m；第一次下滑过程由动能定理有 mgx1sinθ－μmgcosθ·x1＝12 mv12－0；可得小物块第一次回到斜面底端时速度大小 v1＝2 5 m/s； (3)小物块最终停在挡板处，全程由动能定理：－μmgcosθ·s＝0－12mv02；可得在斜面上运动所通过的总路程 s＝12.5 m.

高考物理一轮总复习专题五第2讲动能、动能定理新人教

做圆周运动，经过半个圆周恰好能通过最高点，
在此过程中小球克服空气阻力所做的功是(
)
图 5-2-3
mgR A. 4
mgR B. 3
mgR C. 2
D.mgR
思维点拨：小球所受空气阻力时刻在变化，运动情况和受
力情况均比较复杂，用动能定理求解比较容易.
解析：小球通过最低点时，设绳的张力为FT，则
FT－mg＝mRv21，即 6mg＝mRv21
ห้องสมุดไป่ตู้
(2)由 B 点到 E 点，由动能定理可得 mgh－μmgsCD－mgH＝
0－12mv2B
②
由①②代入数据可得：μ＝0.125.
(3)设运动员能到达左侧的最大高度为 h′，从 B 到第一次
返回左侧最高处，根据动能定理有 mgh－mgh′－μmg·2sCD＝
0－12mv2B
解得 h′＝1.8 m＜h＝2 m 所以第一次返回时，运动员不能回到B 点设运动员从B 点运动到停止，在CD 段的总路程为s，由动能定理可得：
(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μ.
图 5-2-4
解：(1)根据动能定理，木块对子弹所做的功为
W1＝12mv2－12mv20＝－243 J 子弹对木块所做的功为
W2＝12Mv21＝8.1 J. (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
答案：A
》》》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

高三一轮复习课动能动能定理学案

高三一轮复习课动能动能定理学案（一）知识梳理一．动能1．定义：物体由于而具有的能．2．表达式：．3.单位：．4.标矢性：．【问题1】判断下列说法是否正确：A.运动员在刚开始下滑瞬间的动能可视为零。

（)B.运动员在水平面上向前运动时，具有向前的动能。

（)C.运动员在加速下滑阶段，动能增大。

（)二、动能定理1．内容：合外力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这一过程中．2.表达式：．3.适用范围：不仅适用于直线运动，也适用于运动；不仅适用于恒力做功，也适用于做功．【问题2】对一定质量的物体，判断下列说法是否正确：A．物体受的某个力对物体做了功，则物体的动能一定发生变化．（ )B．合外力对物体做了功，物体的动能一定改变。

（ )C．物体的速度改变，合外力一定对物体做功。

（ )4.动能定理解题基本步骤：【例1】把运动员与滑板一起视为质点，其总质量为m，由静止从斜面顶端A滑下。

已知斜面的倾角为θ，质点与斜面间的动摩擦因数为μ，斜面长为l，重力加速度为g．求质点滑至斜面底端B时的速度大小．应用动能定理解题的一般步骤：①．确定及运动过程②．分析及做功情况③．确定、状态的动能A θB④．由列方程求解（二）知识应用三、动能定理解决变力做功问题【例2】若质量为m 的物体以gR v 0的速度滑入半径为R 的圆弧轨道BC ，已知θ = 53°，C 端切线水平，物体滑至C 点时受到轨道的支持力为2.6mg ．求物体从B 点运动到C 点阻力所做的功．（重力加速度为g ）四、动能定理解决多过程问题【例3】一质量为m =60kg 的物体以v 0=22m/s 的速度从C 点滑入长为L =21m 的水平轨道CD ，到达D 后水平抛出，最后落在水平地面上E 点。

已知物体与CD 面动摩擦因数为μ＝0.2，平台高h =25m 。

求落到地面E 点时速度的大小。

（不计空气阻力，g ＝10m/s 2）拓展：（三）课堂反馈设冰壶与冰面间的动摩擦因数为μ1=0.008，用毛刷擦冰面后摩擦因数减少至μ2=0.004．在某次比赛中，运动员使冰壶C 在投掷线中点处以v 0=2m/s 的速度沿虚线滑出．为使冰壶C 能够沿虚线恰好到达离投掷线S =30m 的O 点，则运动员用毛刷擦冰面的长度应为多少？（g 取10m/s 2）θ=53°OR。

高考物理一轮复习第五章第2讲动能定理及其应用教案新人教版-新人教版高三全册物理教案

第2讲动能定理及其应用考点1 动能定理的理解1．对“外力”的两点理解(1)“外力”可以是重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力等，它们可以同时作用，也可以不同时作用．(2)“外力”既可以是恒力，也可以是变力．2．公式中“＝”体现的三个关系动能是标量，功也是标量，所以动能定理是一个标量式，不存在方向的选取问题．当然动能定理也就不存在分量的表达式．例如，以相同大小的初速度不管向什么方向抛出，在最终落到地面上速度大小相同的情况下，所列的动能定理的表达式都是一样的．4．相对性高中阶段动能定理中的位移和速度必须相对于同一个参考系，一般以地面或相对地面静止的物体为参考系．1．如图所示，一个质量为m的物体静止放在光滑水平面上，在互成60°角的大小相等的两个水平恒力作用下，经过一段时间，物体获得的速度为v，在两个力的方向上的速度分量分别为v1、v2，那么在这段时间内，其中一个力做的功为( B )A.16mv 2 B.14mv 2 C.13mv 2 D.12mv 2 解析：由动能定理得，合力F 做的功W ＝12mv 2，由功的公式W ＝Fs cos α知两个分力的功相等W 1＝W 2.因W ＝W 1＋W 2，所以W 1＝W 2＝12W ＝14mv 2，故B 正确． 2．如图所示，质量为M 的木块静止在光滑的水平面上，质量为m 的子弹以速度v 0沿水平方向射入木块，并最终留在木块中与木块一起以速度v 运动．已知当子弹相对木块静止时，木块前进的距离为L ，子弹进入木块的深度为s .若木块对子弹的阻力F 视为恒定，则下列关系式中错误的是( B )A ．FL ＝12Mv 2 B ．Fs ＝12mv 2 C ．Fs ＝12mv 20－12(M ＋m )v 2 D ．F (L ＋s )＝12mv 20－12mv 2 解析：根据动能定理，对子弹，有－F (L ＋s )＝12mv 2－12mv 20，选项D 正确；对木块，有FL ＝12Mv 2，选项A 正确；由以上二式可得Fs ＝12mv 20－12(M ＋m )v 2，选项C 正确，只有选项B 错误．考点2 动能定理的应用1．应用动能定理解题应抓好“两状态，一过程”“两状态”即明确研究对象的始、末状态的速度或动能情况，“一过程”即明确研究过程，确定这一过程研究对象的受力情况和位置变化或位移信息． 2．应用动能定理解题的基本思路(1)明确研究对象． (2)选择运动过程，确定始末状态．(3)分析研究对象受力、分清恒力和变力，确定每个力做功情况．(4)根据动能定理列方程．考向1 应用动能定理求解变力做功如图所示，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( )A.14mgR B.13mgR C.12mgR D.π4mgR[审题指导] 质点从P 到Q 过程中摩擦力为变力，计算变力做功一般应用动能定理．【解析】质点在轨道最低点时受重力和支持力，根据牛顿第三定律可知，支持力F N ＝2mg .如图所示，F N －mg ＝m v 2R ，得v ＝gR .对质点的下滑过程应用动能定理，mgR －W ＝12mv 2，得W ＝12mgR ，C 正确．【答案】 C1．如图所示，AB 为14圆弧轨道，BC 为水平直轨道，BC 恰好在B 点与AB 相切，圆弧的半径为R ，BC 的长度也是R ，一质量为m 的物体与两个轨道间的动摩擦因数都为μ，它由轨道顶端A 从静止开始下落，恰好运动到C 处停止，重力加速度为g ，那么物体在AB 段克服摩擦力所做的功为( D )A.μmgR2 B.mgR2C ．mgRD ．(1－μ)mgR解析：设物体在AB 段克服摩擦力所做的功为W AB ，物体从A 到C 的全过程，根据动能定理有mgR －W AB －μmgR ＝0，所以W AB ＝mgR －μmgR ＝(1－μ)mgR ，故D 正确．考向2 应用动能定理解决多过程问题如图所示，与水平面夹角θ＝37°的斜面和半径R＝0.4 m 的光滑圆轨道相切于B 点，且固定于竖直平面内．滑块从斜面上的A 点由静止释放，经B 点后沿圆轨道运动，通过最高点C 时轨道对滑块的弹力为零．已知滑块与斜面间动摩擦因数μ＝0.25.(g 取10 m/s 2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：(1)滑块在C 点的速度大小v C ；(2)A 、B 两点间的高度差h .[审题指导] (1)在C 点，重力提供滑块做圆周运动的向心力；(2)求A 、B 的高度差，可以分段求解，也可以全程求解．【解析】 (1)对C 点，滑块竖直方向所受合力提供向心力mg ＝mv 2C R，v C ＝gR ＝2 m/s. (2)对B →C 过程，由动能定理得－mgR (1＋cos37°)＝12mv 2C －12mv 2B ， v B ＝v 2C ＋2gR1＋cos37°，滑块在A →B 的过程中，由动能定理得mgh －μmg cos37°·hsin37°＝12mv 2B －0，代入数据解得h ＝1.38 m.【答案】 (1)2 m/s (2)1.38 m2．如图所示，小物块从倾角为θ的倾斜轨道上A 点由静止释放滑下，最终停在水平轨道上的B 点，小物块与水平轨道、倾斜轨道之间的动摩擦因数均相同，A 、B 两点的连线与水平方向的夹角为α，不计物块在轨道转折时的机械能损失，则动摩擦因数为( B )A．tanθB．tanαC．tan(θ＋α) D．tan(θ－α)解析：如图所示，设B、O间距离为s1，A点离水平面的高度为h，A、O间的水平距离为s2，物块的质量为m，在物块下滑的全过程中，应用动能定理可得mgh－μmg cosθ·s2cosθ－μmg·s1＝0，解得μ＝hs1＋s2＝tanα，故选项B正确．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准确分析研究对象的受力情况及运动情况，可以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，也可以全过程应用动能定理．(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．考点3 动能定理与图象问题的综合应用1．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、图线下方的面积所对应的物理意义，根据对应关系列式解答问题．2．图象所围“面积”的含义考向1 动能定理与vt图象结合1．(2018·全国卷Ⅲ)(多选)地下矿井中的矿石装在矿车中，用电机通过竖井运送到地面．某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示，其中图线①②分别描述两次不同的提升过程，它们变速阶段加速度的大小都相同；两次提升的高度相同，提升的质量相等．不考虑摩擦阻力和空气阻力．对于第①次和第②次提升过程( AC )A．矿车上升所用的时间之比为45B．电机的最大牵引力之比为21C．电机输出的最大功率之比为21D．电机所做的功之比为45解析：本题考查vt图象的应用．在vt图象中，图线的斜率表示物体运动的加速度，而两次提升过程变速阶段加速度的大小都相同，即在v t 图象中，它们变速阶段对应的图线要么重合，要么平行，由图中几何关系可得：第②次所用时间t ＝52t 0，即矿车上升所用时间之比为45，选项A 正确；对矿车受力分析可知，当矿车向上做匀加速直线运动时，电机的牵引力最大，即F －mg ＝ma ，得F ＝mg ＋ma ，即最大牵引力之比为11，选项B 错误；在第①次提升过程中，电机输出的最大功率P 1＝(mg ＋ma )v 0，在第②次提升过程中，电机输出的最大功率P 2＝(mg ＋ma )·12v 0，即P 1P 2＝21，选项C 正确；对①②两次提升过程，由动能定理可知W －mgh ＝0，即W 1W 2＝11，选项D 错误．考向2 动能定理与a t 图象结合2．(2019·湖北黄石调研)用传感器研究质量为2 kg 的物体由静止开始做直线运动的规律时，在计算机上得到0～6 s 内物体的加速度随时间变化的关系如图所示．下列说法正确的是( D )A ．0～6 s 内物体先向正方向运动，后向负方向运动B ．0～6 s 内物体在4 s 时的速度最大C ．物体在2～4 s 时的速度不变D ．0～4 s 内合力对物体做的功等于0～6 s 内合力对物体做的功解析：物体6 s 末的速度v 6＝12×(2＋5)×2 m/s－12×1×2 m/s ＝6 m/s ，则0～6 s 内物体一直向正方向运动，A 项错误；由题图可知物体在5 s 末速度最大，为v m ＝12×(2＋5)×2 m/s＝7 m/s ，B 项错误；由题图可知物体在2～4 s 内加速度不变，做匀加速直线运动，速度变大，C 项错误；在0～4 s 内合力对物体做的功由动能定理可知：W 合4＝12mv 24－0，又v 4＝12×(2＋4)×2 m/s＝6 m/s ，得W 合4＝36 J,0～6 s 内合力对物体做的功由动能定理可知：W 合6＝12mv 26－0，又v 6＝6 m/s ，得W 合6＝36 J ．则W 合4＝W 合6，D 项正确．考向3 动能定理与F x 图象结合3．如图甲所示，长为4 m 的水平轨道AB 与半径为R ＝0.6 m 的竖直半圆弧轨道BC 在B 处相连接，有一质量为1 kg 的滑块(大小不计)，从A 处由静止开始受水平向右的力F 作用，F 的大小随位移变化的关系如图乙所示，滑块与AB 间的动摩擦因数为μ＝0.25，与BC 间的动摩擦因数未知，g 取10 m/s 2.求：(1)滑块到达B 处时的速度大小；(2)滑块在水平轨道AB 上运动前2 m 过程所用的时间；(3)若到达B 点时撤去力F ，滑块沿半圆弧轨道内侧上滑，并恰好能到达最高点C ，则滑块在半圆弧轨道上克服摩擦力所做的功是多少？解析：(1)对滑块从A 到B 的过程，由动能定理得F 1x 1＋F 3x 3－μmgx ＝12mv 2B ，得v B ＝210 m/s.(2)在前2 m 内，有F 1－μmg ＝ma ，且x 1＝12at 21，解得t 1＝835s. (3)当滑块恰好能到达最高点C 时，应有：mg ＝m v 2C R，对滑块从B 到C 的过程，由动能定理得W －mg ×2R ＝12mv 2C －12mv 2B ，代入数值得W ＝－5 J ，即滑块在半圆弧轨道上克服摩擦力做的功为5 J. 答案：(1)210 m/s (2)835s (3)5 J 考向4 动能定理与E k x 图象结合4．一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处．物块初动能为E k0，与斜面间的动摩擦因数不变，则该过程中，物块的动能E k 与位移x 关系的图线是下图中的( C )解析：小物块上滑过程，由动能定理得－(mg sin θ＋μmg cos θ)x ＝E k －E k0，整理得E k ＝E k0－(mg sin θ＋μmg cos θ)x .设小物块上滑的最大位移大小为s ，小物块下滑过程，由动能定理得(mg sin θ－μmg cos θ)(s －x )＝E k －0，整理得E k ＝(mg sin θ－μmg cos θ)s －(mg sin θ－μmg cos θ)x ，所以选项C 正确．“三步”巧解动能定理与图象结合问题学习至此，请完成课时作业17。

高三物理一轮复习《动能和动能定理》教案_

芯衣州星海市涌泉学校郯城第三中学高三物理一轮复习动能和动能定理〔2〕
【教学目的】
知识与技能
1、掌握动能的表达式。

2、掌握动能定理的表达式。

3、理解动能定理确实切含义，应用动能定理解决实际问题。

【教学重点】
动能定理及其应用。

【教学难点】
对动能定理的理解和应用。

【教学课时】
2课时
实例探究
对动能定理的应用
［例］如下列图，质量为m 的钢珠从高出地面h 处由静止自由下落，落到地面进入沙坑h/10停顿，那么
〔1〕钢珠在沙坑中受到的平均阻力是重力的多少倍？
〔2〕假设让钢珠进入沙坑h/8，那么钢珠在h 处的动能应为多少？设钢珠在
沙坑中所受平均阻力大小不随深度改变。

解析：〔1〕取钢珠为研究对象，对它的整个运动过程，由动能定理得W=WF+WG=△EK=0。

取钢珠停顿处所在程度面为重力势能的零参考平面，那么重力的功WG=1011mgh ，阻力的功WF=10
1 Ffh ，代入得
1011mgh 10
1 Ffh=0，故有Ff/mg=11。

即所求倍数为11。

〔2〕设钢珠在h 处的动能为EK ，那么对钢珠的整个运动过程，由动能定理得W=WF+WG=△EK=0，进一步展开为9mgh/8—Ffh/8=—EK ，得EK=mgh/4。

点评：对第〔2〕问，有的学生这样做，h/8—h/10=h/40，在h/40中阻力所做的功为 Ffh/40=11mgh/40，因此钢珠在h 处的动能EK=11mgh/40。

这样做对吗？请考虑。

教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。