【物理】2019届一轮复习人教版动能和动能定理学案(2)

【物理】2019届一轮复习人教版动能和动能定理学案(2)

第五章 功和能 ‎1.从近几年高考来看，关于功和功率的考查，多以选择题的形式出现，有时与电流及电磁感应相结合命题．‎ ‎2．功和能的关系一直是高考的“重中之重”，是高考的热点和重点，涉及这部分内容的考题不但题型全、分量重，而且还经常有压轴题，考查最多的是动能定理和机械能守恒定律，且多数题目是与牛顿运动定律、平抛运动、圆周运动以及电磁学等知识相结合的综合性试题．‎ ‎3．动能定理及能量守恒定律仍将是高考考查的重点．高考题注重与生产、生活、科技相结合，将对相关知识的考查放在一些与实际问题相结合的情境中去，能力要求不会降低.‎ 第19讲 动能和动能定理 ‎1.掌握动能的概念，会求动能的变化量.‎ ‎2.掌握动能定理，并能在实际问题中熟练应用．‎ 一、动能 ‎1．定义：物体由于运动而具有的能．‎ ‎2．表达式：Ek＝mv2.‎ ‎3．物理意义：动能是状态量，是标量(填“矢量”或“标量”)．‎ 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．‎ ‎2．表达式：W＝mv－mv＝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)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．‎ 考点一 对动能定理的理解及简单应用 ‎1．从两个方面理解动能定理 ‎(1)动能定理公式中体现的三个关系：‎ ‎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，求合外力的功，进而求得某一力的功．‎ ‎②单位关系，等式两侧物理量的国际单位都是焦耳．‎ ‎③因果关系：合外力的功是引起物体动能变化的原因．‎ ‎(2)动能定理叙述中所说的“外力”，即可以是重力、弹力、摩擦力，也可以是电场力、磁场力或其他力．‎ ‎2．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)应用动能定理时，必须明确各力做功的正、负．‎ ‎(3)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．‎ ‎★重点归纳★‎ ‎1.应用动能定理解题的基本思路 ‎（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初末状态的动能Ek1和Ek2；‎ ‎（4）列动能定理的方程W合＝Ek2－Ek1及其他必要的解题方程，进行求解．‎ ‎2.应用动能定理求变力做功时应注意的问题 ‎（1）所求的变力的功不一定为总功，故所求的变力的功不一定等于ΔEk.‎ ‎（2）合外力对物体所做的功对应物体动能的变化，而不是对应物体的动能．‎ ‎（3）若有多个力做功时，必须明确各力做功的正负，待求的变力的功若为负功，可以设克服该力做功为W，则表达式中应用－W；也可以设变力的功为W，则字母W本身含有负号．‎ ‎★典型案例★如图所示为一滑草场。某条滑道由上下两段高均为h，与水平面倾角分别为45°和37°的滑道组成，滑草车与草地之间的动摩擦因数为。质量为m的载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑，经过上、下两段滑道后，最后恰好静止于滑道的底端（不计滑草车在两段滑道交接处的能量损失，，）。则 A． 动摩擦因数 B． 载人滑草车最大速度为 C． 载人滑草车克服摩擦力做功为mgh D． 载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为 ‎【答案】 A ‎★针对练习1★质量为m的物体从静止出发以的加速度竖直下降h，下列说法中正确的（ ）‎ A．物体的机械能增加 B． 物体的重力势能减少 C． 物体的动能增加 D． 重力做功 ‎【答案】 C ‎★针对练习2★如图所示，质量为m=0.4kg的小物块从A点，在一个水平方向的拉力F作用下，由静止开始沿斜面向上做匀加速直线运动，经t1=2s的时间物块运动到B点后，立即撤去拉力F，物块继续上升到C点后又沿斜面下滑到A点。已知斜面倾角θ=37°，物块与斜面之间的动摩擦因数μ=0.5，AB两点间的距离L=10m，重力加速度的大小g取10m/s2。求：（sin37°=0.6，cos37°=0.8，结果可用根式或小数表示）‎ ‎（1）拉力F的大小；‎ ‎（2）撤去F后又上滑的距离；‎ ‎（3）物块从C点滑回A点所用的时间。‎ ‎【答案】 12N，5m，s 考点二 动能定理在多过程中的应用 ‎1．优先考虑应用动能定理的问题 ‎(1)不涉及加速度、时间的问题；‎ ‎(2)有多个物理过程且不需要研究整个过程中的中间状态的问题；‎ ‎(3)变力做功的问题； ‎ ‎(4)含有F、l、m、v、W、Ek等物理量的力学问题 ‎★重点归纳★‎ ‎1．应用动能定理解决多过程的解题步骤 ‎2．应用动能定理解决多过程需注意的问题 ‎(1)动能定理适用于物体的直线运动，也适用于曲线运动；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，既可以同时作用，也可以分段作用．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)动能定理是计算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．‎ ‎(3)若物体运动的过程中包含几个不同过程，应用动能定理时，可以分段考虑，也可以把全过程作为一整体来处理．‎ ‎（4）在涉及直线运动与平抛运动相结合，直线运动一圆周运动相结合等有关问题时，多用到功能定理方便快捷地解决问题 ‎★典型案例★如图所示，光滑轨道ABCD是大型游乐设施过山车轨道的简化模型，最低点B处的入、出口靠近但相互错开，C是半径为R的圆形轨道的最高点，BD部分水平，末端D点与右端足够长的水平传送带无缝连接，传送带以恒定速度v逆时针转动，现将一质量为m的小滑块从轨道AB上某一固定位置A由静止释放，滑块能通过C点后再经D点滑上传送带，则（ ）‎ A． 滑块不可能重新回到出发点A处 B． 固定位置A到B点的竖直高度可能为2R C． 滑块在传送带上向右运动的最大距离与传送带速度v有关 D． 传送带速度v越大，滑块与传送带摩擦产生的热量越多 ‎【答案】 D ‎★针对练习1★如图所示，一个质量为m= 60kg的物体在沿固定斜面向上的恒定外力F的作用下，由静止开始从斜面的底端沿光滑的斜面向上作匀加速直线运动，经过一段时间后外力F做的功为120J，此后撤去外力F，物体又经过一段时间后回到出发点。若以地面为零势能面．那么，下列说法中正确的是( )‎ A． 在这个过程中，物体的最大动能小于120J B． 在这个过程中，物体的最大重力势能大于120J C． 在撤去外力F之后的过程中，物体的机械能等于120J D． 在刚撤去外力F时，物体的速率为2 m/s ‎【答案】 C ‎★针对练习2★如图1所示。游乐场的过山车可以底朝上在竖直圆轨道上运行.可抽象为图2的模型。倾角为的直轨道AB、半径R=10m的光滑竖直圆轨道和倾角为的直轨道EF，分别通过过水平光滑街接轨道BC．C‘E平滑连接，另有水平减速直轨道FG与EF平滑连接EG间的水平距离l=40m.现有质量m<500kg的过山车，从高h=40m的A点静止下滑，经BCDC‘EF最终停在G点，过山车与轨道AB、EF的动摩擦因数均为 与减速直轨道FG的动摩擦因数均为，过山车可视为质点，运动中不脱离轨道，求 ‎（1）过山车运动至圆轨道最低点C时的速度大小； ‎ ‎（2）过山车运动至圆轨道最高点D时对轨道的作用力；‎ ‎（3）减速直轨道FG的长度x（已知，）‎ ‎【答案】 （1）；（2）7000N；（3）x=30m