备战2026年高考物理一轮复习-第29课时　动能定理课件（含练习）

第六章　机械能及其守恒定律 第29课时　动能定理【复习定位】　1.理解动能、动能定理，会用动能定理解决一些基本问题。2.能利用动能定理求变力做的功。3.掌握解决动能定理与图像结合的问题的方法。CONTENTS目录页1必备知识　自主学习2关键能力　阶梯突破3课 时 作 业必备知识　自主学习返回目录一、动能1．定义：物体由于运动而具有的能量。二、动能定理1．判断正误。(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的功一定为零。( √ )(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。( × )2．(2023·新课标卷)无风时，雨滴受空气阻力的作用在地面附近会以恒定的速率竖直下落。一质量为m的雨滴在地面附近以速率v下落高度h的过程中，克服空气阻力做的功为(重力加速度大小为g)( B )解析　在地面附近雨滴做匀速运动，根据动能定理得mgh－Wf＝0，故雨滴克服空气阻力做的功为mgh。故选B。 B 关键能力　阶梯突破返回目录考点一　动能定理的理解和基本应用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．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，也可以全过程应用动能定理求解。3．动能是标量，动能定理是标量式，解题时不能分解动能。 【例2】　(多选)(2023·广东卷)人们用滑道从高处向低处运送货物。如图所示，可看作质点的货物从 圆弧滑道顶端P点由静止释放，沿滑道运动到圆弧末端Q点时速度大小为6 m/s。已知货物质量为20 kg，滑道高度h为4 m，且过Q点的切线水平，重力加速度取10 m/s2。关于货物从P点运动到Q点的过程，下列说法正确的有( )A．重力做的功为360 JB．克服阻力做的功为440 JC．经过Q点时向心加速度大小为9 m/s2D．经过Q点时对轨道的压力大小为380 NBCD 【例3】　(2024·新课标卷)将重物从高层楼房的窗外运到地面时，为安全起见，要求下降过程中重物与楼墙保持一定的距离。如图，一种简单的操作方法是一人在高处控制一端系在重物上的绳子P，另一人在地面控制另一根一端系在重物上的绳子Q，二人配合可使重物缓慢竖直下降。若重物的质量m＝42 kg，重力加速度大小g＝10 m/s2，当P绳与竖直方向的夹角α＝37°时，Q绳与竖直方向的夹角β＝53°，(sin 37°＝0.6)(1)求此时P、Q绳中拉力的大小；答案　1 200 N　900 N解析　重物下降的过程中受力平衡，设此时P、Q绳中拉力的大小分别为T1和T2，根据平衡条件可知竖直方向有T1cos α＝mg＋T2cos β水平方向有T1sin α＝T2sin β联立代入数值得T1＝1 200 N，T2＝900 N。(2)若开始竖直下降时重物距地面的高度h＝10 m，求在重物下降到地面的过程中，两根绳子拉力对重物做的总功。答案　－4 200 J解析　整个过程根据动能定理得W＋mgh＝0解得两根绳子拉力对重物做的总功为W＝－4 200 J。考教衔接►本题以生活中常见的吊装重物为素材，创设了与生产生活紧密联系的物理问题情境，主要考查共点力平衡、功及动能定理的应用。与人教版必修第二册第八章“复习与提高”A组第6题第(2)问在利用动能定理求变力做功的思路和方法上相似。考点二　动能定理与图像的综合问题常见图像所围“面积”和图像斜率的含义【例4】　(2024·江苏南通第一次检测)A、B两物体的质量之比mA∶mB＝1∶4，它们以相同的初速度v0在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其v-t图像如图所示。此过程中，若A、B两物体受到的摩擦力做的功之比为WA∶WB，A、B两物体受到的摩擦力之比为FA∶FB，则( C )A．WA∶WB＝1∶2 B．WA∶WB＝4∶1C．FA∶FB＝1∶2 D．FA∶FB＝4∶1 C 【例5】　如图甲所示，一物块以一定初速度沿倾角为30°的固定斜面上滑，运动过程中摩擦力大小f恒定，物块动能Ek与运动路程s的关系如图乙所示。重力加速度大小取10 m/s2，物块质量m和所受摩擦力大小f分别为( A )A．m＝0.7 kg，f＝0.5 NB．m＝0.7 kg，f＝1.0 NC．m＝0.8 kg，f＝0.5 ND．m＝0.8 kg，f＝1.0 N解析　0～10 m内物块上滑，由动能定理得－mg sin 30°·s－fs＝Ek－Ek0，整理得Ek＝Ek0－(mg sin 30°＋f)s，结合0～10 m内Ek－s的图像得，斜率的绝对值|k|＝mgsin 30°＋f＝4 N，10～20 m内物块下滑，由动能定理得(mg sin 30°－f)(s－s1)＝Ek，整理得Ek＝(mg sin 30°－f)s－(mg sin 30°－f)s1，结合10～20 m内的Ek－s图像得，斜率k′＝mg sin 30°－f＝3 N，联立解得f＝0.5 N，m＝0.7 kg，故选A。 A 【例6】　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( D )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内合外力对物体做的功等于0～6 s内合外力对物体做的功解析　a-t图线与坐标轴围成的“面积”等于速度的变化量，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，A、B错误；2～4 s内物体的加速度不变，做匀加速直线运动，C错误；由题图可知，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，合外力对物体做功也相等，D正确。 D 【例7】　(2025·江西南昌二模)如图甲所示，水平轨道AB的B端与半径为8.0 cm的光滑半圆轨道BCD相切，原长为20 cm的轻质弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与质量为0.2 kg的物块P接触但不连接。用水平外力向左缓慢推动物块P，水平外力随弹簧形变量的关系如图乙所示，将弹簧压缩至形变量为8.0 cm，然后放开，P开始沿轨道运动，恰好到达D点，已知重力加速度大小g取10 m/s2。求：(1)弹簧的劲度系数；答案　2.0 N/cm (2)水平轨道AB的长度。答案　0.36 m反思提升► 解决图像问题的基本步骤课时作业返回目录[基础过关]1．一半径为R的圆柱体水平固定，横截面如图所示，长度为πR、不可伸长的轻细绳，一端固定在圆柱体最高点P处，另一端系一个小球，小球位于P点右侧同一水平高度的Q点时，绳刚好拉直，将小球从Q点由静止释放，当与圆柱体未接触部分的细绳竖直时，小球的速度大小为(重力加速度为g，不计空气阻力)( A ) A 2．(多选)(2024·重庆模拟)游乐场有一种儿童滑轨，其竖直剖面示意图如图所示，AB部分是半径为R的四分之一圆弧轨道，BC为轨道水平部分，与半径OB垂直。一质量为m的小孩(可视为质点)从A点由静止滑下，滑到圆弧轨道末端B点时，对轨道的正压力大小为2.5mg，重力加速度大小为g。下列说法正确的是( BC ) BC 3．(2024·山东泰安模拟)如图所示，一半圆弧形细杆ABC竖直固定在水平地面上，AC为其水平直径，圆弧半径BO＝3.6 m。质量为m＝4.0 kg的小圆环(可视为质点，小环直径略大于杆的直径)套在细杆上，在大小为50 N、方向始终沿圆的切线方向的拉力F作用下，从A点由静止开始运动，到达B点时对细杆的压力恰好为0。已知π取3.14，重力加速度g取10 m/s2，在这一过程中摩擦力对小圆环做功为( B )A．66.6 J B．－66.6 JC．210.6 J D．－210.6 J B 4．(2024·新课标卷)福建舰是我国自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。借助配重小车可以进行弹射测试，测试时配重小车被弹射器从甲板上水平弹出后，落到海面上。调整弹射装置，使小车水平离开甲板时的动能变为调整前的4倍。忽略空气阻力，则小车在海面上的落点与其离开甲板处的水平距离为调整前的( C )A．0.25倍 B．0.5倍C．2倍 D．4倍 C 5．一质量为m的物块静止在光滑水平面上，某时刻起受到水平向右的大小随位移变化的力F的作用，力F随位移变化的规律如图所示，下列说法正确的是( D ) D 6．(多选)一质量为m的物体静止在水平地面上，在水平拉力的作用下开始运动，图甲是在0～6 s内其速度与时间的关系图像，图乙是拉力的功率与时间的关系图像，g取10 m/s2。下列判断正确的是( BD )A．拉力的大小为4 N，且保持不变B．物体的质量为2 kgC．0～6 s内物体克服摩擦力做的功为24 JD．0～6 s内拉力做的功为156 J BD 7．(2025·山东潍坊高三调研)如图所示为冰雪冲浪项目流程图，AB段为水平加速区，BC段为半径r＝22.5 m的光滑圆管形通道，AB与BC相切于B点；CDE段为半径R＝100 m的圆弧冰滑道，BC与CDE相切于C点，弧DE所对应的圆心角θ＝37°，D为轨道最低点，C、E关于OD对称。安全员将小朋友和滑板(可视为质点)从A点沿水平方向向左加速推动一段距离后释放，到达光滑圆管形通道上B点时小朋友和滑板与通道没有相互作用力，小朋友运动至滑道E点时对滑道压力FN＝410 N。已知小朋友和滑板总质量为m＝40 kg，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求：(1)小朋友在B点时的速度v0；答案　15 m/s，方向水平向左(2)小朋友通过CDE段滑道克服摩擦力做的功。答案　1 800 J[能力提升]8．(2022·江苏卷)某滑雪赛道如图所示，滑雪运动员从静止开始沿斜面下滑，经圆弧滑道起跳。将运动员视为质点，不计摩擦力及空气阻力，此过程中，运动员的动能Ek与水平位移x的关系图像正确的是( A ) A [素养培优]10．(2024·广东广州高三统考)如图所示，半径为R、内壁光滑的半圆轨道竖直放置，与粗糙水平直轨道左端P点平滑连接。质量为m的小球(可视为质点)以初速度v0由直轨道N点向左运动。已知小球到达轨道最高点M时对轨道的压力大小为重力的2倍，重力加速度为g，不计空气阻力，求：(1)小球刚过P点的速度大小及对圆轨道压力大小；解析　小球通过半圆轨道的最高点M时，由牛顿第三定律可知，轨道对小球的支持力为2mg，由牛顿第二定律有(2)小球从N点到P点的过程中克服摩擦阻力所做的功。感观谢看THANKS FOR WATCHING