動(dòng)能定理專題(共6頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上動(dòng)能定理專題一、動(dòng)能1定義：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能2公式：Ekmv2.3單位：焦耳，1 J1 N·m1 kg·m/s2.4矢標(biāo)性：動(dòng)能是標(biāo)量，只有正值二、動(dòng)能定理1內(nèi)容：在一個(gè)過程中合外力對(duì)物體所做的功，等于物體在這個(gè)過程中動(dòng)能的變化2表達(dá)式：Wmvmv.3物理意義：合外力的功是物體動(dòng)能變化的量度4適用條件(1)動(dòng)能定理既適用于直線運(yùn)動(dòng)，也適用于曲線運(yùn)動(dòng)(2)既適用于恒力做功，也適用于變力做功(3)力可以是各種性質(zhì)的力，既可以同時(shí)作用，也可以不同時(shí)作用例1下列關(guān)于動(dòng)能的說法，正確的是()A運(yùn)動(dòng)物體所具有的能就是動(dòng)能B物體做勻變速運(yùn)動(dòng)，某一時(shí)刻速度為

2、v1，則物體在全過程中的動(dòng)能都是mvC做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體其速度改變而動(dòng)能不變D物體在外力F作用下做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)力F逐漸減小時(shí)，其動(dòng)能也逐漸減小解析：運(yùn)動(dòng)的物體除具有動(dòng)能以外，還具有其他形式的能，A選項(xiàng)錯(cuò)誤動(dòng)能是狀態(tài)量，當(dāng)速度v的大小變化時(shí)，動(dòng)能就發(fā)生變化，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；由于勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，物體的速度大小不變，因此物體的動(dòng)能不變，C選項(xiàng)正確；在物體做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體的動(dòng)能仍在變大，D選項(xiàng)錯(cuò)誤；故答案應(yīng)該選C.答案：C例2物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)()A速度變化，動(dòng)能不變 B速度變化，動(dòng)能變化C速度不變，動(dòng)能變化 D速度不變，動(dòng)能不變解析：速度是矢量，動(dòng)能是標(biāo)量，物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)速度

3、的方向隨時(shí)變化，但大小不變，故速度在變，動(dòng)能不變，選項(xiàng)A正確答案：A例3人騎自行車下坡，坡長l500 m，坡高h(yuǎn)8 m，人和車總質(zhì)量為100 kg，下坡時(shí)初速度為4 m/s，人不踏車的情況下，到達(dá)坡底時(shí)車速為10 m/s，g取10 m/s2，則下坡過程中阻力所做的功為()A4 000 J B3 800 JC5 000 J D4 200 J答案：B例4人通過滑輪將質(zhì)量為m的物體沿粗糙的斜面由靜止開始勻加速地由底端拉上斜面，物體上升的高度為h，到達(dá)斜面頂端時(shí)的速度為v，如圖所示則在此過程中()A人對(duì)物體做的功為mghB人對(duì)物體做的功小于mghC物體所受的重力做功為mghD物體所受的合外力做功為mv

4、2解析：由于重力和滑動(dòng)摩擦力都做負(fù)功，可以判斷人對(duì)物體做的功大于mgh，A、B錯(cuò)；物體上升高度為h，克服重力做功為mgh，即重力做功為mgh，C對(duì)；物體沿粗糙的斜面由靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，上升高度h的過程中，人的拉力F、物體重力mg和滑動(dòng)摩擦力Ff的合力做功等于動(dòng)能的變化，即WFWGWFfmv2，D對(duì)答案：CD例5如圖所示，質(zhì)量為m的小球，從離地面H高處由靜止釋放，落到地面后繼續(xù)陷入泥中h深度而停止，設(shè)小球受到空氣阻力為F阻，則下列說法正確的是()A小球落地時(shí)動(dòng)能等于mgHB小球陷入泥中的過程中克服泥土阻力所做的功小于剛落到地面時(shí)的動(dòng)能C整個(gè)過程中小球克服阻力做的功等于mg(Hh)D小球在泥土

5、中受到的平均阻力為mg(1H/h)解析：小球下落高度為H的過程中需要克服空氣阻力做功，故其落地時(shí)的動(dòng)能為(mgF阻)H，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；設(shè)小球剛落地時(shí)的動(dòng)能為Ek，小球在泥土中運(yùn)動(dòng)的過程中克服阻力做功為W1，由動(dòng)能定理得mghW10Ek，解得W1mghEk，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若設(shè)全過程中小球克服阻力做功為W2，則mg(Hh)W20，解得W2mg(Hh)，故選項(xiàng)C正確；若設(shè)小球在泥土中運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到的平均阻力為阻，則全程由動(dòng)能定理得mg(Hh)F阻H阻h0，解得阻，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案：C考點(diǎn)一：1動(dòng)能定理公式中“”的意義等號(hào)表明合力做功與物體動(dòng)能變化的三個(gè)關(guān)系(1)數(shù)量關(guān)系：即合外力所做的功與物體動(dòng)能的變化

6、具有等量代換關(guān)系可以通過計(jì)算物體動(dòng)能的變化，求合力的功，進(jìn)而求得某一力的功(2)單位相同：國際單位都是焦耳(3)因果關(guān)系：合外力的功是引起物體動(dòng)能變化的原因2動(dòng)能定理的特點(diǎn)例1：如圖所示，一塊長木板B放在光滑的水平面上，在B上放一物體A，現(xiàn)以恒定的外力拉B，由于A、B間摩擦力的作用，A將在B上滑動(dòng)，以地面為參考系，A、B都向前移動(dòng)一段距離在此過程中()A外力F做的功等于A和B動(dòng)能的增量BB對(duì)A的摩擦力所做的功，等于A的動(dòng)能增量CA對(duì)B的摩擦力所做的功，等于B對(duì)A的摩擦力所做的功D外力F對(duì)B做的功等于B的動(dòng)能的增量與B克服摩擦力所做的功之和解析：A物體所受的合外力等于B對(duì)A的摩擦力，對(duì)A物體運(yùn)用

7、動(dòng)能定理，則有B對(duì)A的摩擦力所做的功等于A的動(dòng)能的增量，即B對(duì)A對(duì)B的摩擦力與B對(duì)A的摩擦力是一對(duì)作用力與反作用力，大小相等，方向相反，但是由于A在B上滑動(dòng)，A、B對(duì)地的位移不等，故二者做功不等，C錯(cuò)對(duì)B應(yīng)用動(dòng)能定理，WFWFfEkB，即WFEkBWFf就是外力F對(duì)B做的功，等于B的動(dòng)能增量與B克服摩擦力所做的功之和，D對(duì)由前述討論知B克服摩擦力所做的功與A的動(dòng)能增量(等于B對(duì)A的摩擦力所做的功)不等，故A錯(cuò)答案：BD訓(xùn)練1：如圖所示，卷揚(yáng)機(jī)的繩索通過定滑輪用力F拉位于粗糙斜面上的木箱，使之沿斜面加速向上移動(dòng)在移動(dòng)過程中，下列說法正確的是()AF對(duì)木箱做的功等于木箱增加的動(dòng)能與木箱克服摩擦力所

8、做的功之和BF對(duì)木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和C木箱克服重力所做的功等于木箱增加的重力勢(shì)能DF對(duì)木箱做的功等于木箱增加的機(jī)械能與木箱克服摩擦力做的功之和解析：木箱在上升過程中，由動(dòng)能定理可知：WFmghWFfEk，故有WFmghWFfEk，由此可知A、B錯(cuò)誤，D正確；木箱上升過程中，重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加，木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力勢(shì)能，C正確答案：CD考點(diǎn)二：例2： (16分)一滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))經(jīng)水平軌道AB進(jìn)入豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧形軌道BC.已知滑塊的質(zhì)量m0.50 kg，滑塊經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的速度vA5.0 m/s，AB長x4.5 m，滑塊與水平軌道間的動(dòng)

9、摩擦因數(shù)0.10，圓弧形軌道的半徑R0.50 m，滑塊離開C點(diǎn)后豎直上升的最大高度h0.10 m取g10 m/s2.求：(1)滑塊第一次經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)速度的大??；(2)滑塊剛剛滑上圓弧形軌道時(shí)，對(duì)軌道上B點(diǎn)壓力的大?。?3)滑塊在從B運(yùn)動(dòng)到C的過程中克服摩擦力所做的功解析：(1)滑塊由A到B的過程中，應(yīng)用動(dòng)能定理得：Ff·xmvmv (3分)又Ffmg (1分)解得：vB4.0 m/s. (2分)(2)在B點(diǎn)，滑塊開始做圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律可知FNmgm (2分)解得軌道對(duì)滑塊的支持力FN21 N(1分)根據(jù)牛頓第三定律可知，滑塊對(duì)軌道上B點(diǎn)壓力的大小也為21 N (2分)(3)滑塊

10、從B經(jīng)過C上升到最高點(diǎn)的過程中，由動(dòng)能定理得mg(Rh)WFf0mv (3分)解得滑塊克服摩擦力做功WFf1.0 J(2分)答案：(1)4.0 m/s(2)21 N(3)1.0 J題后反思:優(yōu)先考慮應(yīng)用動(dòng)能定理的問題(1)不涉及加速度、時(shí)間的問題(2)有多個(gè)物理過程且不需要研究整個(gè)過程中的中間狀態(tài)的問題(3)變力做功的問題訓(xùn)練2：如圖所示，裝置ABCDE固定在水平地面上，AB段為傾角53°的斜面，BC段為半徑R2 m的圓弧軌道，兩者相切于B點(diǎn)，A點(diǎn)離地面的高度為H4 m一質(zhì)量為m1 kg的小球從A點(diǎn)由靜止釋放后沿著斜面AB下滑，當(dāng)進(jìn)入圓弧軌道BC時(shí)，由于BC段是用特殊材料制成的，導(dǎo)致

11、小球在BC段運(yùn)動(dòng)的速率保持不變最后，小球從最低點(diǎn)C水平拋出，落地速率為v7 m/s.已知小球與斜面AB之間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5，重力加速度g取10 m/s2，sin 53°0.8，cos 53°0.6，不計(jì)空氣阻力，求： (1)小球從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)克服阻力所做的功(2)B點(diǎn)到水平地面的高度解析：(1)設(shè)小球從B到C克服阻力做功為WBC.由動(dòng)能定理，得mgR(1cos )WBC0.代入數(shù)據(jù)，解得WBC8 J.(2)設(shè)小球在AB段克服阻力做功為WAB，B點(diǎn)到地面高度為h，則WABmgcos ，而.對(duì)于小球從A點(diǎn)落地的整個(gè)過程，由動(dòng)能定得，得mgHWABWBCmv2，聯(lián)立，解得h2

12、 m.答案：(1)8 J(2)2 m考點(diǎn)三：動(dòng)能定理與圖象結(jié)合問題的分析方法(1)首先看清楚所給圖象的種類(如vt圖象還是Fx圖象、Ekx圖象等)(2)挖掘圖象的隱含條件求出所需要的物理量，如由vt圖象所包圍的“面積”求位移，由Fx圖象所包圍的“面積”求功等(3)再分析還有哪些力做功，根據(jù)動(dòng)能定理列方程，可求出相應(yīng)的物理量例3：如圖甲所示，一條輕質(zhì)彈簧左端固定在豎直墻面上，右端放一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊，小物塊的質(zhì)量為m1.0 kg，當(dāng)彈簧處于原長時(shí)，小物塊靜止于O點(diǎn)現(xiàn)對(duì)小物塊施加一個(gè)外力F，使它緩慢移動(dòng)，將彈簧壓縮至A點(diǎn)時(shí)，壓縮量為x0.1 m，在這一過程中，所用外力F與壓縮量的關(guān)系如圖乙所示

13、然后撤去F釋放小物塊，讓小物塊沿桌面運(yùn)動(dòng)，已知O點(diǎn)至桌面B點(diǎn)的距離為L2x，水平桌面的高度為h5.0 m，計(jì)算時(shí)，可認(rèn)為滑動(dòng)摩擦力近似等于最大靜摩擦力(g取10 m/s2)求：(1)在壓縮彈簧過程中，彈簧存貯的最大彈性勢(shì)能；(2)小物塊到達(dá)桌邊B點(diǎn)時(shí)速度的大小；(3)小物塊落地點(diǎn)與桌邊B點(diǎn)的水平距離解析：(1)取向左為正方向，從Fx圖中可以看出，小物塊與桌面間的滑動(dòng)摩擦力大小為Ff1.0 N，方向?yàn)樨?fù)方向在壓縮過程中，摩擦力做功為WFfFf·x0.1 J由圖線與x軸所圍面積可得外力做功為WF×0.1 J2.4 J.所以彈簧存貯的最大彈性勢(shì)能為EpWFWFf2.3 J.(2)從A點(diǎn)開始到B點(diǎn)的過程中，由于L2x，摩擦力做功為WFfFf·3x0.3 J對(duì)小物塊用動(dòng)能定理有EpWFfmv解得vB2 m/s.(3)小物塊從B點(diǎn)開始做平拋運(yùn)動(dòng)hgt2下落時(shí)間t1 s水平距離svBt2 m.答案：(1)2.3 J(2)2 m/s(3)2 m例4：質(zhì)量m1 kg的物體，在與物體初速度方向相同的水平拉力的作用下，沿水平面運(yùn)動(dòng)過程中動(dòng)能位移的圖象如圖所示在位移為4 m時(shí)撤去F，物塊僅在摩擦力的作用下運(yùn)動(dòng)求：(g取10 m/s2)(1)物體的初速度多大？(2)物體和平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)多大？(3)拉力F的大小解析：(1)從圖線可知初動(dòng)能為2 J，E