高考物理总复习 第2讲 动能定理及其应用.docVIP

第2讲动能定理及其应用

【必备知识·自主排查】

一、动能

1．定义：物体由于________而具有的能．

2．公式：Ek＝________．

3．单位：________，1J＝1N·m＝1kg·m2/s2.

4．物理意义

(1)动能是状态量，v是________．

(2)动能是________，只有正值，动能与速度方向________．

5．动能的变化：物体________与________之差，即ΔEk＝________．

二、动能定理

1．内容：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中________．

2．表达式：W＝12

3．物理意义：________的功是物体动能变化的量度．

4．动能定理的特点

【生活情境】

如图所示为一滑梯的实物图，滑梯的斜面段长度L＝5.0m，高度h＝3.0m，为保证小朋友的安全，在水平面铺设安全地垫．水平段与斜面段底部平滑连接，小朋友在连接处速度大小不变．某小朋友从滑梯顶端由静止开始滑下，经斜面底端后水平滑行一段距离，停在水平地垫上．已知小朋友质量为m＝20kg，小朋友在斜面上受到的平均阻力f1＝88N，在水平段受到的平均阻力f2＝100N．取重力加速度g＝10m/s2

(1)小朋友在下滑过程中，重力做功600J．()

(2)小朋友在斜面上滑下的过程中克服摩擦力做的功为440J．()

(3)小朋友滑到斜面底端时的动能为160J．()

(4)小朋友在斜面上滑下的过程中合外力做功为0.()

(5)为使小朋友不滑出水平地垫，地垫的长度至少为1.6m．()

(6)在斜面、水平面整个运动过程中合外力对小朋友做功为0.()

【关键能力·分层突破】

考点一对动能定理的理解和应用

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．动能定理公式中“＝”体现的“三个关系”

数量关系

合力的功与物体动能的变化可以等量代换

单位关系

国际单位都是焦耳

因果关系

合力做的功是物体动能变化的原因

【跟进训练】

1.物体做自由落体运动，其动能Ek随运动时间t的关系图线可能是()

2．随着高铁时代的到来，人们出行也是越来越方便，高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动．在启动阶段，列车的动能()

A．与它所经历的时间成正比

B．与它的位移成正比

C.与它的速度成正比

D．与它的加速度成正比

3．一个物体在相互垂直的两个力F1、F2的作用下，从静止开始沿光滑水平面运动一段距离，运动过程中F1对物体做功－6J，F2对物体做功8J，则物体获得的动能为()

A．－10J B．2J

C．10J D．14J

考点二动能定理的应用

1．思路：

2．注意：

方法的选择

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，比动力学方法要简捷

过程的选择

物体在某个运动过程中包含有几个运动性质不同的小过程(如加速、减速的过程)，此时可以分段应用动能定理，也可以对全过程应用动能定理．如果对整个过程应用动能定理，往往能使问题简化

规律的应用

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是没有依据的

角度1应用动能定理求变力的功

例1如图所示，有一半径r＝0.5m的粗糙半圆轨道，A与圆心O等高，有一质量m＝0.2kg的物块(可视为质点)从A点由静止滑下，滑至最低点B时的速度为v＝1m/s，g取10m/s2.下列说法正确的是()

A．物块过B点时对轨道的压力大小是0.4N

B．物块过B点时对轨道的压力大小是2.0N

C．从A到B的过程中克服摩擦力做的功为0.9J

D．从A到B的过程中克服摩擦力做的功为0.1J

[解题心得]

角度2用动能定理求解直线运动问题

例2[2021·全国乙卷，24]一篮球质量为m＝0.60kg，一运动员使其从距地面高度为h1＝1.8m处由静止自由落下，反弹高度为h2＝1.2m.若使篮球从距地面h3＝1.5m的高度由静止下落，并在开始下落的同时向下拍球、球落地后反弹的高度也为1.5m．假设运动员拍球时对球的作用力为恒力，作用时间为t＝0.20s；该篮球每次与地面碰撞前后的动能的比值不变．重力加速度大小取g＝10m/s2，不计空气阻力．求：

(1)运动员拍球过程中对篮球所做的功；

(2)运动员拍球时对篮球的作用力的大小．

命题分析

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