【物理】2019届一轮复习人教版动能　动能定理学案（江苏专用）

【物理】2019届一轮复习人教版动能　动能定理学案（江苏专用）

基础课2　动能　动能定理 知识排查 动能 ‎1.定义：物体由于运动而具有的能叫动能。‎ ‎2.公式：Ek＝mv2。‎ ‎3.单位：焦耳，1 J＝1 N·m＝1 kg·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，只与时刻或位置有关。‎ 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。‎ ‎2.表达式：W＝mv－mv或W＝Ek2－Ek1。‎ ‎3.物理意义：合外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)动能定理既适用于恒力做功，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，也可以分段作用。‎ 小题速练 ‎1.思考判断 ‎(1)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。(　　)‎ ‎(2)动能不变的物体一定处于平衡状态。(　　)‎ ‎(3)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。(　　)‎ ‎(4)物体在合外力作用下做变速运动时，动能一定变化。(　　)‎ ‎(5)物体的动能不变，所受的合外力必定为零。(　　)‎ ‎(6)做自由落体运动的物体，动能与时间的二次方成正比。(　　)‎ 答案　(1)√　(2)×　(3)√　(4)×‎ ‎(5)×　(6)√‎ ‎2.[人教版必修2P74第1题改编]改变汽车的质量和速度，都可能使汽车的动能发生改变。在下列情形中，汽车的动能是原来的两倍的是(　　)‎ A.质量不变，速度增大到原来的2倍 B.速度不变，质量增大到原来的2倍 C.质量减半，速度增大到原来的4倍 D.速度减半，质量增大到原来的4倍 答案　B ‎　动能和动能定理的理解 ‎1.动能与动能的变化的区别 ‎(1)动能与动能的变化是两个不同的概念，动能是状态量，动能的变化是过程量。‎ ‎(2)动能为非负值，而动能变化量有正负之分。ΔEk＞0表示物体的动能增加，ΔEk＜0表示物体的动能减少。‎ ‎2.对动能定理的理解 ‎(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)对“外力”的理解 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。‎ ‎【例1】　(2017·南京三模)(多选)从离沙坑高度H处无初速地释放一个质量为m的小球，小球落入沙坑后，陷入深度为h。已知当地重力加速度为g，不计空气阻力，则下列关于小球下落全过程的说法正确的是(　　)‎ A.重力对小球做功为mgH B.小球的重力势能减少了mg(H＋h)‎ C.外力对小球所做的总功为零 D.小球在沙坑中受到的平均阻力为mg 解析　重力全程做功，故重力做功和重力势能减少量均为mg(H＋h)，A项错误，B项正确；小球初、末速度都为零，由动能定理，外力总功为零，C项正确；由mg(H＋h)－f h＝0，可知阻力f＝，D项错误。‎ 答案　BC ‎　动能定理与图象结合问题 力学中四类图象所围“面积”的意义 ‎【例2】　(2017·江苏单科)一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处。物块初动能为Ek0，与斜面间的动摩擦因数不变，则该过程中，物块的动能Ek与位移x关系的图线是(　　)‎ 解析　设斜面的倾角为θ，小物块沿斜面向上滑动过程，由动能定理得Ek＝Ek0－(mgsin θ＋μmgcos θ)x；设小物块滑到最高点的距离为L，小物块沿斜 面向下滑动过程，由动能定理得Ek＝Ek0－mgxsin θ－μmgcos θ(2L－x)＝Ek0－2μmgLcos θ－(mgsin θ－μmgcos θ )x，故选项C正确。‎ 答案　C 分析动能定理与图象结合问题“三步走”‎ ‎　动能定理的应用 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。‎ ‎【例3】　(2017·南京市高三年级学情调研)如图1所示，高度h＝0.8 m的光滑导轨AB位于竖直平面内，其末端与长度L＝0.7 m的粗糙水平导轨BC相连，BC与竖直放置内壁光滑的半圆形管道CD相连，半圆的圆心O在C点的正下方，C点离地面的高度H＝1.25 m。一个质量m＝1 kg的小滑块(可视为质点)，从A点由静止下滑，小滑块与BC段的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力。‎ 图1‎ ‎(1)求小滑块在水平导轨BC段运动的时间；‎ ‎(2)若半圆的半径r＝0.5 m，求小滑块刚进入圆管时对管壁的弹力；‎ ‎(3)若半圆形管道半径可以变化，则当半径为多大时，小滑块从其下端射出的水平距离最远？最远的水平距离为多少？‎ 解析　(1)设进入水平导轨BC的初速度为vB，由机械能守恒有 mgh＝mv vB＝＝4 m/s f＝μmg 加速度a＝＝μg＝5 m/s2‎ 由L＝vBt－at2解得t＝0.2 s ‎(2)vC＝vB－at＝3 m/s FN＋mg＝m 代入数据可得FN＝8 N 由牛顿第三定律得 滑块对管壁弹力方向竖直向上，大小为8 N。‎ ‎(3)设平抛运动的时间为t，则有 H－2r＝gt2‎ 由动能定理得mg·2r＝mv－mv 水平射程为x＝vDt 解得x＝· 当r＝0.2 m时水平射程最远 最远距离为xm＝1.7 m。‎ 答案　(1)0.2 s　(2)8 N　方向竖直向上　(3)0.2 m　1.7 m 摩擦力在平面和曲面上做功的比较——比较思维能力的培养 物体沿斜面下滑过程中克服摩擦力做功大小等于动摩擦因数、正压力以及斜面底边长三者的乘积。但若是曲面则上述结论无用，因为物体在曲面做圆周运动，摩擦力做功不满足模型特点。‎ ‎【典例1】　如图2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，则动摩擦因数大小为(　　)‎ 图2‎ A.tan θ B.tan α C.tan(θ＋α) D.tan(θ－α)‎ 解析　如图所示，设B、O间距为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－μmgcos θ·－μmg·s1＝0，解得μ＝＝tan α，故选项B正确。‎ 答案　B ‎【典例2】　(2017·宿迁市第三次模拟考试)(多选)如图3所示，ABC是一个位于竖直平面内的圆弧形轨道，高度为h，轨道的末端C处与水平面相切。一个质量为m的小木块从轨道顶端A处由静止释放，到达C处停止，此过程中克服摩擦力做功为W1，到达B处时速度最大为v1，加速度大小为aB；小木块在C处以速度v向左运动，恰好能沿原路回到A处，此过程中克服摩擦力做功为W2，经过B处的速度大小为v2。重力加速度为g。则(　　)‎ 图3‎ A.v＝2 B.v1

查看更多