人教版高考物理一轮总复习精品课件 第5章 机械能及其守恒定律 第2讲 动能和动能定理.ppt

能力形成点4应用动能定理求解多过程问题——规范训练整合构建1.首先需要建立运动模型,选择合适的研究过程能使问题得以简化。当物体的运动过程包含几个运动性质不同的子过程时,可以选择一个、几个或全部子过程作为研究过程。2.当选择全部子过程作为研究过程,涉及重力、大小恒定的阻力或摩擦力做功时,要注意运用它们的做功特点:(1)重力的功取决于物体的初、末位置,与路径无关;(2)大小恒定的阻力的功等于力的大小与路程的乘积。3.专注过程与过程的连接状态的受力特征与运动特征(比如速度、加速度或位移)。4.列整体(或分过程)的动能定理方程。【典例3】(16分)如图所示,一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、竖直圆轨道(在最低点E分别与水平轨道EO和EA相连)、高度h可调的斜轨道AB组成。游戏时滑块从O点弹出,经过圆轨道并滑上斜轨道。全程不脱离轨道且恰好停在B端则视为游戏成功。已知圆轨道半径r=0.1m,OE长l1=0.2m,AC长l2=0.4m,圆轨道和AE光滑,滑块与AB、OE之间的动摩擦因数μ=0.5。滑块质量m=2g且可视为质点,弹射时从静止释放且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能。忽略空气阻力,各部分平滑连接。求:(1)滑块恰好能过圆轨道最高点F时的速度vF大小;(2)当h=0.1m且游戏成功时,滑块经过E点对圆轨道的压力FN的大小及弹簧的弹性势能Ep0;(3)要使游戏成功,弹簧的弹性势能Ep与高度h之间满足的关系。思维点拨(1)滑块恰好能过圆轨道最高点,向心力来源是什么?(2)满足什么条件滑块才能恰好停在B点?提示(1)重力提供向心力。(2)μmgcosθ=mgsinθ。代入数据解得FN=0.14N⑤从O到B点,Ep0-mgh-μmg(l1+l2)=0⑥解得Ep0=8.0×10-3J。⑦答案:(1)1m/s(2)0.14N8.0×10-3J(3)2×10-3(10h+3)(J)(0.05m≤h≤0.2m)训练突破5.(16分)如图所示,不可伸长的轻质细线下方悬挂一可视为质点的小球,另一端固定在竖直光滑墙面上的O点。开始时,小球静止于A点,现给小球一水平向右的初速度,使其恰好能在竖直平面内绕O点做圆周运动。垂直于墙面的光滑小钉子N位于过O点竖直线的左侧,ON与OA的夹角为θ(0θπ),且细线遇到钉子后,小球绕钉子在竖直平面内做圆周运动,当小球运动到钉子正下方时,细线刚好被拉断。已知小球的质量为m、细线的长度为l、细线能够承受的最大拉力为7mg,g为重力加速度大小。(1)求小球初速度的大小v0。(2)求小球绕钉子做圆周运动的半径r与θ的关系式。(3)在细线被拉断后,小球继续向前运动,试判断它能否通过A点。若能,请求出细线被拉断时θ的值;若不能,请通过计算说明理由。答案:见解析本课结束第2讲动能和动能定理第五章内容索引第一环节必备知识落实第二环节关键能力形成第一环节必备知识落实知识点一动能1.定义:物体由于运动而具有的能叫动能。3.单位:焦耳,1J=1N·m=1kg·m2/s2。4.矢标性:动能是标量,只有正值。5.状态量:动能是状态量,因为v是瞬时速度。知识点二动能定理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动能的变化。3.物理意义:合力的功是物体动能变化的量度。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,也可以分阶段作用。5.应用动能定理解决的典型问题大致分为两种:(1)单一物体的单一过程或者某一过程;(2)单一物体的多个过程。动能定理由于不涉及加速度和时间,比动力学研究方法要简便。追本溯源在光滑水平面上一个质量为m的物体在水平外力F作用下做匀加速直线运动,速度由v1增大到v2,发生的位移为x。请结合该情景根据力做功的定义推导动能定理的表达式。【知识巩固】1.思考判断(1)一定质量的物体动能变化时,速度一定变化;而速度变化时,动能也一定变化。()(2)动能不变的物体一定处于平衡状态。()(3)物体的动能不变,所受的合力必定为零。()(4)物体做变速运动时动能不一定变化。()(5)功和动能都是标量,所以动能定理没有分量式。()×××√√2.如图所示,AB为圆弧轨道,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