2024年高考物理第一轮复习：第2讲　动能定理及其应用课件PPT

这是一份2024年高考物理第一轮复习：第2讲　动能定理及其应用课件PPT，共60页。PPT课件主要包含了主干知识·填一填，相对性，动能的变化，合外力，曲线运动，变力做功，不同时作用，规律结论·记一记，必刷小题·测一测，ABC等内容，欢迎下载使用。
必备知识新学法基础落实
4．动能定理是标量关系式，应用动能定理时不用规定正方向，但要明确相应过程中各力做功的正负，无法确定正负的假设为正功，然后代入计算，根据结果再行判断．5．动能定理研究的对象是单一物体(质点)或者是可以看成单一物体(质点)的物体系．对于运动状态不同的物体，应分别应用动能定理列式求解．
一、易混易错判断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．(　　)
解析：AB　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．(多选)质量不等，但有相同动能的两个物体，在动摩擦因数相同的水平地面上滑行，直至停止，则(　　)A．质量大的物体滑行的距离大B．质量小的物体滑行的距离大C．它们滑行的距离一样大D．它们克服摩擦力所做的功一样多解析：BD　由动能定理可知，摩擦力对物体所做的功等于物体动能的变化量，因两物体具有相同的初动能，故两物体滑行过程中克服摩擦力所做的功也相同，又Wf＝μmgx可知，质量越大的物体，滑行的距离x越小，故选项B、D正确．
3.(2022·辽宁大连市高三月考)如图所示，一名滑雪爱好者从离地h＝40 m 高的山坡上A点由静止沿两段坡度不同的直雪道AD、DC滑下，滑到坡底C时的速度大小v＝20 m/s.已知滑雪爱好者的质量m＝60 kg，滑雪板与雪道间的动摩擦因数μ＝0.25,BC间的距离L＝100 m,重力加速度g＝10 m/s2，忽略在D点损失的机械能，则下滑过程中滑雪爱好者做的功为(　　) A．3000 J　　　　　　　B．4000 J C．5000 J D．6000 J
关键能力新探究思维拓展
命题点一　对动能定理的理解及应用(自主学习)[核心整合]1．对“外力”的两点理解(1)“外力”指的是合外力，可以是重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力或其他力，它们可以同时作用，也可以不同时作用．(2)“外力”既可以是恒力，也可以是变力．2．公式W合＝ΔEk中“＝”体现的三个关系
[题组突破]1．(对动能的理解)高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动．在启动阶段，列车的动能(　　)A．与它所经历的时间成正比B．与它的位移成正比C．与它的速度成正比D．与它的动量成正比
2.(对动能定理的理解)如图，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解析：A　根据动能定理可得：WF＋Wf＝Ek，又知道摩擦力做负功，即Wf＜0，所以木箱获得的动能一定小于拉力所做的功，选项A正确、B错误；根据WF＋Wf＝Ek，无法确定Ek与－Wf的大小关系，选项C、D错误．
命题点二　应用动能定理求解多过程问题(师生互动)[核心整合]1．首先需要建立运动模型，选择合适的研究过程能使问题得以简化．当物体的运动过程包含几个运动性质不同的子过程时，可以选择一个、几个或全部子过程作为研究过程．2．当选择全部子过程作为研究过程，涉及重力、大小恒定的阻力或摩擦力做功时，要注意运用它们的做功特点：(1)重力的功取决于物体的初、末位置，与路径无关．(2)大小恒定的阻力或摩擦力的功等于力的大小与路程的乘积．3．专注过程与过程的连接状态的受力特征与运动特征(比如：速度、加速度或位移)．4．列整体(或分过程)的动能定理方程．
(1)当H＝2 m时，求此时小球第一次到达D点对轨道的压力大小；(2)为使小球仅仅与弹性挡板碰撞一次，且小球不会脱离CDO轨道，求H的取值范围．
答案：(1)84 N　(2)0.65 m≤H≤0.7 m
(1)游客使用座垫自由下滑(即与侧壁间无摩擦)，则游客在BC段增加的动能ΔEk多大？(2)若游客未使用座垫且与侧壁间无摩擦下滑，则游客到达D点时是否安全；(3)若游客使用座垫下滑，则克服侧壁摩擦力做功的最小值．
2．(2019·天津卷)完全由我国自行设计、建造的国产新型航空母舰已完成多次海试，并取得成功．航母上的舰载机采用滑跃式起飞，故甲板是由水平甲板和上翘甲板两部分构成，如图1所示．为了便于研究舰载机的起飞过程，假设上翘甲板BC是与水平甲板AB相切的一段圆弧，示意如图2，AB长L1＝150 m，BC水平投影L2＝63 m，图中C点切线方向与水平方向的夹角θ＝12°(sin 12°≈0.21)．若舰载机从A点由静止开始做匀加速直线运动，经t＝6 s到达B点进入BC．已知飞行员的质量m＝60 kg，g＝10 m/s2，求：(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
命题点三　动能定理与图像的综合问题(师生互动)[核心整合]1．常与动能定理结合的四类图像
2.解决物理图像问题的基本步骤
答案：(1)6 m/s　(2)0.75　(3)1.44 m
[题组突破] 1.(动能定理与Ek­x图像结合)(2020·江苏卷)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．(动能定理与F­x图像结合)(多选)在某一粗糙的水平面上，一质量为2 kg的物体在水平恒定拉力的作用下做匀速直线运动，当运动一段时间后，拉力逐渐减小，且当拉力减小到零时，物体刚好停止运动，图中给出了拉力随位移变化的关系图像．已知重力加速度g＝10 m/s2.根据以上信息能精确得出或估算得出的物理量有(　　 )A．物体与水平面间的动摩擦因数B．合外力对物体所做的功C．物体做匀速运动时的速度D．物体运动的时间
核心素养新导向学科培优
素养培优15　运用动能定理巧解三类往复运动问题类型一　往复次数可确定的情形 　如图所示，ABCD是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧，BC是水平的，其距离d＝0.50 m．盆边缘的高度为h＝0.30 m．在A处放一个质量为m的小物块并让其从静止开始下滑(图中小物块未画出)．已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数为 μ＝0.10.小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停止的地点到B的距离为(　　)A．0.50 m　　　　　　B．0.25 mC．0.10 m D．0
解析：D　设小物块在BC段通过的总路程为s，由于只有BC面上存在摩擦力，其做功为－μmgs，而重力做功与路径无关，由动能定理得：mgh－μmgs＝0，代入数据可解得s＝3 m．由于d＝0.50 m，所以，小物块在BC面上经过3次往复运动后，又回到B点．D正确．
类型三　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相切,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)滑块第一次滑至左侧圆弧上时距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.
3．从地面竖直向上抛出一只小球，小球运动一段时间后落回地面．忽略空气阻力，该过程中小球的动能Ek与时间t的关系图像是(　　)
4．(2022·济南调研)(多选)如图所示，某质点沿直线运动的v­t图像为余弦曲线，从图中可以判断(　　)A．在0～t1时间内，合力逐渐减小B．在0～t2时间内，合力做正功C．在t1～t2时间内，合力的功率先增大后减小D．在t2～t4时间内，合力做的总功为零
解析：CD　从v­t图线的斜率表示加速度可知，在0～t1时间内，加速度增大，由牛顿第二定律可知，合力增大，故A错误；由动能定理知0～t2时间内，动能增量为0，即合外力做功为0，故B错误；t1时刻，F最大，v＝0，F的功率为0，t2时刻F＝0，速度最大，F的功率为0，t1～t2时间内，合外力的功率先增大后减小，故C正确；由动能定理知t2～t4时间内，动能增量为0，即合外力做功为0，故D正确．
6．质量m＝1 kg的物体，在水平恒定拉力F(拉力方向与物体初速度方向相同)的作用下，沿粗糙水平面运动，经过的位移为4 m时，拉力F停止作用，运动到位移为8 m时物体停止运动，运动过程中Ek­x图像如图所示．取g＝10 m/s2，求：(1)物体的初速度大小；(2)物体和水平面间的动摩擦因数；(3)拉力F的大小．
(3)物体从开始运动到位移为4 m的过程中，受拉力F和摩擦力Ff的作用，合力为F－Ff，根据动能定理有(F－Ff)x1＝Ek－Ek0，故得F＝4.5 N.答案：(1)2 m/s　(2)0.25　(3)4.5 N
10．一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(　　)
11．如图甲所示，置于水平地面上质量为m的物体，在竖直拉力F作用下，由静止开始向上运动，其动能Ek与距地面高度h的关系图像如图乙所示，已知重力加速度为g，空气阻力不计，下列说法正确的是(　　)A．在0～h0过程中，F大小始终为mgB．在0～h0和h0～2h0过程中，F做功之比为2∶1C．在0～2h0过程中，物体的机械能不断增加D．在2h0～3.5h0过程中，物体的机械能不断减少
解析：C　在0～h0过程中，Ek­h图像为一段直线，由动能定理得(F－mg)h0＝mgh0－0，故F＝2mg，A错误；由A可知，在0～h0过程中，F做功为2mgh0，在h0～2h0过程中，由动能定理可知，WF－mgh0＝1.5mgh0－mgh0，解得WF＝1.5mgh0，因此在0～h0和h0～2h0过程中，F做功之比为4∶3，故B错误；在0～2h0过程中，F一直做正功，故物体的机械能不断增加，C正确；在2h0～3.5h0过程中，由动能定理得WF′－1.5mgh0＝0－1.5mgh0，则WF′＝0，故F做功为0，物体的机械能保持不变，故D错误．
12．(2021·全国乙卷)一篮球质量为m＝0.60 kg，一运动员使其从距地面高度为h1＝1.8 m处由静止自由落下，反弹高度为h2＝1.2 m．若使篮球从距地面h3＝1.5 m的高度由静止下落，并在开始下落的同时向下拍球、球落地后反弹的高度也为1.5 m．假设运动员拍球时对球的作用力为恒力，作用时间为t＝0.20 s；该篮球每次与地面碰撞前后的动能的比值不变．重力加速度大小取g＝10 m/s2，不计空气阻力．求：(1)运动员拍球过程中对篮球所做的功；(2)运动员拍球时对篮球的作用力的大小．
答案：(1)4.5 J　(2)9 N
14.(2022·广西南宁模拟)(多选)在有大风的情况下，一小球自A点竖直上抛，其运动轨迹如图所示(小球的运动可看作竖直方向的竖直上抛运动和水平方向的初速度为零的匀加速直线运动的合运动)，小球运动轨迹上的A、B两点在同一水平直线上，M点为轨迹的最高点．若风力的大小恒定，方向水平向右，小球在A点抛出时的动能为4 J，在M点时它的动能为2 J，落回到B点时动能记为EkB，小球上升时间记为t1，下落时间记为t2，不计其他阻力，则(　　) A．x1∶x2＝1∶3 B．t1