【物理】2019届一轮复习人教版动能和动能定理学案(2)

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【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
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