人教版高考物理一轮复习第5章机械能第2讲动能定理及其应用课件

这是一份人教版高考物理一轮复习第5章机械能第2讲动能定理及其应用课件，共54页。PPT课件主要包含了知识点1，状态量，知识点2，动能定理，动能的变化，合外力，考点一，考点二，名师点拨，考点三等内容，欢迎下载使用。

1 知识梳理·双基自测
1．定义：物体由于_______而具有的能叫动能。2．公式：Ek＝________。3．单位：_______,1 J＝1 N·m。4．矢标性：动能是_______，只有正值。5．状态量：动能是_________，因为v是瞬时速度。
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＝_________________或W＝Ek2－Ek1。3．物理意义：_________的功是物体动能变化的量度。思考：(1)动能定理适用于直线运动，还适用于曲线运动吗？动能定理适用于恒力做功，还适用于变力做功吗？(2)能对物体分方向列动能定理方程吗？[答案]　(1)适用，适用　(2)不能
一、堵点疏通1．—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。(　　)
√　×　√　×　×　√　
[解析]　动能是标量，与速度的大小有关，而与速度的方向无关。公式中的速度一般是相对于地面的速度，故A、B正确。
2．(2018·全国卷Ⅱ)如图所示，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度。木箱获得的动能一定(　　)A．小于拉力所做的功B．等于拉力所做的功C．等于克服摩擦力所做的功D．大于克服摩擦力所做的功
2 核心考点·重点突破
1．准确理解动能定理的表达式W＝Ek2－Ek1(1)W是合力的功，不要与某个力的功混淆。(2)Ek2－Ek1是末动能与初动能的差。(3)动能定理的表达式是标量式，与速度方向无关。(4)应用动能定理时，要明确针对哪个物体，哪个过程。
对动能定理的理解和应用
2．应用动能定理的流程
3．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)应用动能定理的关键在于对研究对象进行准确的受力分析及运动过程分析，并画出运动过程的草图，借助草图理解物理过程之间的关系。(3)当物体的运动包含多个不同过程时，可分段应用动能定理求解；当所求解的问题不涉及中间的速度时，也可以全过程应用动能定理求解，这样更简便。(4)列动能定理方程时，必须明确各力做功的正、负，确实难以判断的先假定为正功，最后根据结果加以检验。
解决物理图像问题的基本步骤1．观察题目给出的图像，弄清纵坐标、横坐标所对应的物理量及图线所表示的物理意义。2．根据物理规律推导出纵坐标与横坐标所对应的物理量间的函数关系式。3．将推导出的物理规律与数学上与之相对应的标准函数关系式相对比，找出图线的斜率、截距、图线的交点，图线下的面积所对应的物理意义，分析解答问题。或者利用函数图线上的特定值代入函数关系式求物理量。
动能定理与图像的综合问题
　用传感器研究质量为2 kg的物体由静止开始做直线运动的规律时，在计算机上得到0～6 s内物体的加速度随时间变化的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)A．0～6 s内物体先向正方向运动，后向负方向运动B．0～6 s内物体在4 s时的速度最大C．物体在2～4 s内速度不变D．0～4 s内合力对物体做的功等于0～6 s内合力对物体做的功
[解析]　a－t图线与横轴围成的“面积”表示速度的变化量，由题给图像可知，0～6 s内速度变化量为正，物体速度方向不变，物体在0～5 s内一直加速，5 s时速度最大，选项A，B均错误；2～4 s内物体的加速度不变，做匀加速直线运动，选项C错误；t＝4 s时和t＝6 s时物体速度大小相等，由动能定理可知，物体在0～4 s内和0～6 s内动能变化量相等，合外力做功也相等，选项D正确。
(1)v－t图：由公式x＝vt可知，v－t图线与坐标轴围成的面积表示物体的位移。(2)a－t图：由公式Δv＝at可知，a－t图线与坐标轴围成的面积表示物体速度的变化量。(3)F－x图：由公式W＝Fx可知，F－x图线与坐标轴围成的面积表示力所做的功。(4)P－t图：由公式W＝Pt可知，P－t图线与坐标轴围成的面积表示力所做的功。
图像所围“面积”的意义
〔变式训练2〕(多选)放在粗糙水平地面上质量为0.8 kg 的物体受到水平拉力的作用，在0～6 s内其速度与时间的关系图像和该拉力的功率与时间的关系图像分别如图(甲)、(乙)所示，g取10 m/s2，下列说法中正确的是(　　)A．0～6 s内拉力做的功为140 JB．物体在0～2 s内所受的拉力为4 NC．物体与粗糙水平地面间的动摩擦因数为0.5D．合外力在0～6 s内做的功与0～2 s内做的功相等
1．运用动能定理解决多过程问题时，有两种思路：一种是分段列式按部就班，注意衔接；另一种是全过程列式，计算简便，但要分析全面，不能遗漏某个功。2．所列动能定理方程涉及重力、弹簧弹力、大小恒定的阻力或摩擦力做功时，要注意运用它们的特点：(1)重力、弹簧弹力做功取决于物体的初、末位置，与路径无关。(2)大小恒定的阻力或摩擦力所做的功等于力的大小与路程的乘积。
运用动能定理求解多过程问题
　如图所示，质量m＝3 kg的小物块以初速度v0＝4 m/s水平向右抛出，恰好从A点沿着圆弧的切线方向进入圆弧轨道，圆弧轨道的半径为R＝3.75 m，B点是圆弧轨道的最低点，圆弧轨道与水平轨道BD平滑连接，A与圆心O的连线与竖直方向成37°角。MN是一段粗糙的水平轨道，小物块与MN间的动摩擦因数μ＝0.1，轨道其他部分光滑。最右侧是一个半径为r＝0.4 m的半圆弧光滑轨道，C点是圆弧轨道的最高点，半圆弧轨道与水平轨道BD在D点平滑连接。已知重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8。
[答案]　(1)0.45 m　(2)60 N　(3)10 m
3 名师讲坛·素养提升
运用动能定理解决往复运动问题在有些问题中物体的运动过程具有重复性、往返性，而在这一过程中，描述运动的物理量多数是变化的，而重复的次数又往往是无限的或者难以确定，求解这类问题时若运用牛顿运动定律及运动学公式将非常繁琐，甚至无法解出。由于动能定理只涉及物体的初、末状态而不计运动过程的细节，所以用动能定理分析这类问题可使解题过程简化。
(一)往复次数可确定的情形　如图所示装置由AB、BC、CD三段轨道组成，轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接，其中轨道AB、CD段是光滑的，水平轨道BC的长度s＝5 m，轨道CD足够长且倾角θ＝37°，A、D两点离轨道BC的高度分别为h1＝4.3 m、h2＝1.35 m。现让质量为m的小滑块自A点由静止释放。已知小滑块与轨道BC间的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，求小滑块最终停止的位置距B点的距离。
[解析]　对小滑块运动全过程应用动能定理，设小滑块在水平轨道上运动的总路程为s总有：mgh1＝μmgs总将h1、 μ代入得： s总＝8.6 m故小滑块最终停止的位置距B点的距离为2s－s总＝1.4 m。[答案]　1.4 m
(三)往复运动永不停止的情形　如图所示，竖直固定放置的斜面DE与一光滑的圆弧轨道ABC相连，C为切点，圆弧轨道的半径为R，斜面的倾角为θ。现有一质量为m的滑块从D点无初速下滑，滑块可在斜面和圆弧轨道之间做往复运动，已知圆弧轨道的圆心O与A、D在同一水平面上，滑块与斜面间的动摩擦因数为μ，求：
(1)滑块第一次至左侧AC弧上时距A点的最小高度差h；(2)滑块在斜面上能通过的最大路程s。
4 2年高考·1年模拟
1．(2020·江苏单科，4)如图所示，一小物块由静止开始沿斜面向下滑动，最后停在水平地面上。斜面和地面平滑连接，且物块与斜面、物块与地面间的动摩擦因数均为常数。该过程中，物块的动能Ek与水平位移x关系的图像是(　　)
2．(2019·全国卷Ⅲ，17)从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用。距地面高度h在3 m以内时，物体上升、下落过程中动能Ek随h的变化如图所示。重力加速度取10 m/s2。该物体的质量为(　　)A．2 kg　B．1.5 kgC．1 kg　D．0.5 kg
[解析]　画出运动示意图，设阻力为f，据动能定理知A→B(上升过程)：EkB－EkA＝－(mg＋f)hC→D(下落过程)：EkD－EkC＝(mg－f)h整理以上两式得：mgh＝30 J，解得物体的质量m＝1 kg。选项C正确。
3．(2020·课标Ⅱ，25)如图，一竖直圆管质量为M，下端距水平地面的高度为H，顶端塞有一质量为m的小球。圆管由静止自由下落，与地面发生多次弹性碰撞，且每次碰撞时间均极短；在运动过程中，管始终保持竖直。已知M＝4m，球和管之间的滑动摩擦力大小为4mg，g为重力加速度的大小，不计空气阻力。
(1)求管第一次与地面碰撞后的瞬间，管和球各自的加速度大小；(2)管第一次落地弹起后，在上升过程中球没有从管中滑出，求管上升的最大高度；(3)管第二次落地弹起的上升过程中，球仍没有从管中滑出，求圆管长度应满足的条件。
(1)舰载机水平运动的过程中，飞行员受到的水平力所做功W；(2)舰载机刚进入BC时，飞行员受到竖直向上的压力FN多大。[答案]　(1)7.5×104 J　(2)1.1×103 N