高考物理二轮复习动量定理和动能定理课件
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一、动能
1．定义：物体由于 运动而具有的能．
2．公式：Ek＝
mv2 .
3．单位： J ,1 J＝1 N·m＝1 kg·m2/s2.
4．矢标性：动能是 标量 ，只有正值．
动能是状态量，其表达式中的v是瞬时速度，但 动能的变化量是过程量．
二、动能定理 1．内容： 力 在一个过程中对物体所做的功，等于物体在 这个过程中 动能的变化 ．
4．动能定理既适用于一个持续的过程，也适用于分段过 程的全过程．
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．
1．一个质量为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
理得：W＝ 答案：B
mv22－
mv12＝0，故C、D均错误．
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．注意的问题 (1)动能定理的研究对象是单一物体，或者是可以看做单一
(2010·青岛月考)如图5－2－3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5－2－4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，求(g取10 m/s2)：
(3)14 s后运动员做匀速运动的时间为 t′＝ 运动员从飞机上跳下到着地需要的总时间为 t总＝t＋t′＝(14＋57) s＝71 s. [答案] (1)8 m/s2 160 N (2)158 m 1.25×105 J (3)71 s
运动员在2 s～14 s内受到的阻力是变力，不注意这一 点，易出现克服阻力做的功Wf＝Ffh＝2.528×104 J的错误结 果．
2．表达式：W＝Ek2－Ek1＝
mv22－ mv1.2
3．物理意义：动能定理指出了外力对物体所做的总功与 物体 动能变化量之间的关系，即合外力的功是物体
动能变化的量度．
4．动能定理的适用条件 (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 ．
1．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．有些力在物体运动 全过程中不是始终存在的，在计算外力做功时更应引起 注意．
2．高考对该类问题常综合各种力及平抛、圆周运动、牛 顿运动定律等知识，考查学生的理解、推理、分析综 合能力．
变化量的大小Δv和碰撞过程中墙对小球做功的大小W为
()
A．Δv＝0
B．Δv＝12 m/s
C．W＝1.8 J
D．W＝10.8 J
解析：取末速度的方向为正方向，则v2＝6 m/s，v1＝－6 m/s，速度变化Δv＝v2－v1＝12 m/s，A错误，B正确；小球 与墙碰撞过程中，只有墙对小球的作用力做功，由动能定
A．0.50 m C．0.10 m
B．0.25 m D．0
解析：设小物块在BC面上运动的路程为s.由动能定理知：
μmgs＝mgh，则s＝
m＝3 m
因为d＝0.5 m，则
＝6
故小物块停在B点． 答案：D
(2008·上海高考)总质量为80 kg的跳伞运动员从 离地500 m的直升机上跳下，经过2 s拉开绳索开启降落 伞．如图5－2－2所示是跳伞过程中的v－t图象，试根据 图象求：(g取10 m/s2)
图5－2－2
(1)t＝1 s时运动员的加速度和所受阻力的大小百度文库 (2)估算14 s内运动员下落的高度及克服阻力做的功； (3)估算运动员从飞机上跳下到着地的总时间．
[思路点拨] 解答本题时应注意以下三点： (1)运动员在前2 s内做匀加速直线运动，阻力恒定； (2)v－t图象与t轴所围的面积表示运动员下落的高度； (3)2 s～14 s内阻力是变力．
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
都作用的，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，也可以直接用一字母表示该力做功，使其 字母本身含有负号．
2．如图5－2－1所示，ABCD是一个盆式容器，盆内侧壁 与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧，BC是水平 的，其长度d＝0.50 m．盆边缘的高度为h＝0.30 m．在A 处放一个质量为m的小物块并让其从静止下滑．已知盆 内侧壁是光滑的，而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数 为μ＝0.10.小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停 的地点到B的距离为( )
1．计算外力对物体做的总功时，应明确各个力所做功的 正负，然后求所有外力做功的代数和；求动能变化时， 应明确动能没有负值，动能的变化为末动能减去初动能．
2．位移和速度必须是相对于同一个参考系而言的，一般以 地面为参考系．
3．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．
[课堂笔记] (1)从图中可以看出，在t＝2 s内运动员做匀加速
运动，其加速度大小为
a＝
m/s2＝8 m/s2
设此过程中运动员受到的阻力大小为Ff，根据牛顿第二定律， 有mg－Ff＝ma 得Ff＝m(g－a)＝80×(10－8)N＝160 N.
(2)从图中由面积估算得出运动员在14 s内下落了 h＝39.5×2×2 m＝158 m 根据动能定理，有mgh－Wf＝ mv2 所以有Wf＝mgh－ mv2 ＝(80×10×158－ ×80×62)J≈1.25×105 J.
1．定义：物体由于 运动而具有的能．
2．公式：Ek＝
mv2 .
3．单位： J ,1 J＝1 N·m＝1 kg·m2/s2.
4．矢标性：动能是 标量 ，只有正值．
动能是状态量，其表达式中的v是瞬时速度，但 动能的变化量是过程量．
二、动能定理 1．内容： 力 在一个过程中对物体所做的功，等于物体在 这个过程中 动能的变化 ．
4．动能定理既适用于一个持续的过程，也适用于分段过 程的全过程．
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．
1．一个质量为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
理得：W＝ 答案：B
mv22－
mv12＝0，故C、D均错误．
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．注意的问题 (1)动能定理的研究对象是单一物体，或者是可以看做单一
(2010·青岛月考)如图5－2－3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5－2－4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，求(g取10 m/s2)：
(3)14 s后运动员做匀速运动的时间为 t′＝ 运动员从飞机上跳下到着地需要的总时间为 t总＝t＋t′＝(14＋57) s＝71 s. [答案] (1)8 m/s2 160 N (2)158 m 1.25×105 J (3)71 s
运动员在2 s～14 s内受到的阻力是变力，不注意这一 点，易出现克服阻力做的功Wf＝Ffh＝2.528×104 J的错误结 果．
2．表达式：W＝Ek2－Ek1＝
mv22－ mv1.2
3．物理意义：动能定理指出了外力对物体所做的总功与 物体 动能变化量之间的关系，即合外力的功是物体
动能变化的量度．
4．动能定理的适用条件 (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 ．
1．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．有些力在物体运动 全过程中不是始终存在的，在计算外力做功时更应引起 注意．
2．高考对该类问题常综合各种力及平抛、圆周运动、牛 顿运动定律等知识，考查学生的理解、推理、分析综 合能力．
变化量的大小Δv和碰撞过程中墙对小球做功的大小W为
()
A．Δv＝0
B．Δv＝12 m/s
C．W＝1.8 J
D．W＝10.8 J
解析：取末速度的方向为正方向，则v2＝6 m/s，v1＝－6 m/s，速度变化Δv＝v2－v1＝12 m/s，A错误，B正确；小球 与墙碰撞过程中，只有墙对小球的作用力做功，由动能定
A．0.50 m C．0.10 m
B．0.25 m D．0
解析：设小物块在BC面上运动的路程为s.由动能定理知：
μmgs＝mgh，则s＝
m＝3 m
因为d＝0.5 m，则
＝6
故小物块停在B点． 答案：D
(2008·上海高考)总质量为80 kg的跳伞运动员从 离地500 m的直升机上跳下，经过2 s拉开绳索开启降落 伞．如图5－2－2所示是跳伞过程中的v－t图象，试根据 图象求：(g取10 m/s2)
图5－2－2
(1)t＝1 s时运动员的加速度和所受阻力的大小百度文库 (2)估算14 s内运动员下落的高度及克服阻力做的功； (3)估算运动员从飞机上跳下到着地的总时间．
[思路点拨] 解答本题时应注意以下三点： (1)运动员在前2 s内做匀加速直线运动，阻力恒定； (2)v－t图象与t轴所围的面积表示运动员下落的高度； (3)2 s～14 s内阻力是变力．
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
都作用的，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，也可以直接用一字母表示该力做功，使其 字母本身含有负号．
2．如图5－2－1所示，ABCD是一个盆式容器，盆内侧壁 与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧，BC是水平 的，其长度d＝0.50 m．盆边缘的高度为h＝0.30 m．在A 处放一个质量为m的小物块并让其从静止下滑．已知盆 内侧壁是光滑的，而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数 为μ＝0.10.小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停 的地点到B的距离为( )
1．计算外力对物体做的总功时，应明确各个力所做功的 正负，然后求所有外力做功的代数和；求动能变化时， 应明确动能没有负值，动能的变化为末动能减去初动能．
2．位移和速度必须是相对于同一个参考系而言的，一般以 地面为参考系．
3．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．
[课堂笔记] (1)从图中可以看出，在t＝2 s内运动员做匀加速
运动，其加速度大小为
a＝
m/s2＝8 m/s2
设此过程中运动员受到的阻力大小为Ff，根据牛顿第二定律， 有mg－Ff＝ma 得Ff＝m(g－a)＝80×(10－8)N＝160 N.
(2)从图中由面积估算得出运动员在14 s内下落了 h＝39.5×2×2 m＝158 m 根据动能定理，有mgh－Wf＝ mv2 所以有Wf＝mgh－ mv2 ＝(80×10×158－ ×80×62)J≈1.25×105 J.