2024版高考物理一輪總復(fù)習(xí)專(zhuān)題五機(jī)械能第2講動(dòng)能動(dòng)能定理課件

第2講動(dòng)能、動(dòng)能定理一、動(dòng)能1.定義：物體由于________而具有的能.

2.表達(dá)式：Ek＝________.

3.單位：

________，1J＝1N·m＝1kg·m2/s2.

4.矢標(biāo)性：

______量.

5.瞬時(shí)性：v是瞬時(shí)速度.6.相對(duì)性：物體的動(dòng)能相對(duì)于不同的參考系一般不同.運(yùn)動(dòng)

焦耳標(biāo)二、動(dòng)能定理1.內(nèi)容：力在一個(gè)過(guò)程中對(duì)物體做的功，等于物體在這個(gè)過(guò)程中動(dòng)能的________.

2.表達(dá)式：W＝Ek2－Ek1＝_________________.

3.適用范圍.(1)動(dòng)能定理既適用于直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，也適用于________運(yùn)動(dòng).

(2)既適用于恒力做功，也適用于________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.變化

曲線(xiàn)變力(1)一定質(zhì)量的物體動(dòng)能變化時(shí)，速度一定變化，但速度變化時(shí)，動(dòng)能不一定變化.(2)如果物體所受的合外力為零，那么合外力對(duì)物體做功一定為零.(3)物體的動(dòng)能不變，所受的合外力不一定為零.

2.[對(duì)動(dòng)能定理的理解]滑雪運(yùn)動(dòng)深受人民群眾喜愛(ài).如圖所示，某滑雪運(yùn)動(dòng)員(可視為質(zhì)點(diǎn))由坡道進(jìn)入豎直面內(nèi)的圓弧形滑道AB，從滑道的A點(diǎn)滑行到最低點(diǎn)B的過(guò)程中，由于摩擦力的存在，運(yùn)動(dòng)員的速率不變，則運(yùn)動(dòng)員沿AB下滑過(guò)程中(

)A.所受合外力始終為零B.所受摩擦力大小不變C.合外力做功一定為零D.機(jī)械能始終保持不變【答案】C

【解析】運(yùn)動(dòng)員從A點(diǎn)滑到B點(diǎn)的過(guò)程中速率不變，則運(yùn)動(dòng)員做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其所受合外力指向圓心，A錯(cuò)誤；如圖所示，運(yùn)動(dòng)員受到的沿圓弧切線(xiàn)方向的合力為零，即Ff＝mgsin

α，下滑過(guò)程中α減小，sin

α變小，故摩擦力Ff變小，B錯(cuò)誤；由動(dòng)能定理知，運(yùn)動(dòng)員勻速率下滑動(dòng)能不變，合外力做功為零，C正確；運(yùn)動(dòng)員下滑過(guò)程中動(dòng)能不變，重力勢(shì)能減小，機(jī)械能減小，D錯(cuò)誤.

(4)動(dòng)能定理說(shuō)明力對(duì)物體做功是引起物體動(dòng)能變化的原因，合外力做功的過(guò)程實(shí)質(zhì)上是其他形式的能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程，轉(zhuǎn)化了多少由合外力做了多少功來(lái)度量.2.應(yīng)用動(dòng)能定理的流程例1

(2021年全國(guó)卷Ⅱ)一籃球質(zhì)量為m＝0.6kg，一運(yùn)動(dòng)員使其從距地面高度為h1＝1.8m處由靜止自由落下，反彈高度為h2＝1.2m.若使籃球從距地面h3＝1.5m的高度由靜止下落，并在開(kāi)始下落的同時(shí)向下拍球，球落地后反彈的高度也為1.5m.假設(shè)運(yùn)動(dòng)員拍球時(shí)對(duì)球的作用力為恒力，作用時(shí)間為t＝0.2s；該籃球每次與地面碰撞前后的動(dòng)能的比值不變.重力加速度g取10m/s2，不計(jì)空氣阻力.求：(1)運(yùn)動(dòng)員拍球過(guò)程中對(duì)籃球所做的功；(2)運(yùn)動(dòng)員拍球時(shí)對(duì)籃球的作用力的大小.

2.(2022年莆田檢測(cè))圖甲為北京2022年冬奧會(huì)的“雪如意”跳臺(tái)滑雪場(chǎng)地，其簡(jiǎn)化示意圖如圖乙，助滑道AB的豎直高度h＝55m，B、C間的距離s＝120m，B、C連線(xiàn)與水平方向的夾角θ＝30°.某質(zhì)量m＝60kg的運(yùn)動(dòng)員從出發(fā)點(diǎn)A沿助滑道無(wú)初速度下滑，從起跳點(diǎn)B處沿水平方向飛出，在著地點(diǎn)C處著地，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2.求：(1)運(yùn)動(dòng)員在起跳點(diǎn)B處的速度v0；(2)運(yùn)動(dòng)員在助滑過(guò)程中阻力做的功Wf.

考點(diǎn)2動(dòng)能定理與圖像綜合[能力考點(diǎn)]1.常與動(dòng)能定理結(jié)合的四類(lèi)圖像v

－t圖像由公式x＝vt可知，v

－t圖線(xiàn)與坐標(biāo)軸圍成的面積表示物體的位移a－t圖像由公式Δv＝at可知，a－t圖線(xiàn)與坐標(biāo)軸圍成的面積表示物體速度的變化量F－x圖像由公式W＝Fx可知，F(xiàn)－x圖線(xiàn)與坐標(biāo)軸圍成的面積表示力所做的功P－t圖像由公式W＝Pt可知，P－t圖線(xiàn)與坐標(biāo)軸圍成的面積表示力所做的功2.解決物理圖像問(wèn)題的基本步驟例2

(2021年湖北卷)如圖甲所示，一物塊以一定初速度沿傾角為30°的固定斜面上滑，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中摩擦力大小f恒定，物塊動(dòng)能Ek與運(yùn)動(dòng)路程s的關(guān)系如圖乙所示.重力加速度g取10m/s2，物塊質(zhì)量m和所受摩擦力f大小分別為(

)A.m＝0.7kg，f＝0.5NB.m＝0.7kg，f＝1.0NC.m＝0.8kg，f＝0.5ND.m＝0.8kg，f＝1.0N【答案】A

【解析】對(duì)物塊沿斜面上滑過(guò)程，由動(dòng)能定理可得－(mgsin

30°+f)s＝Ek－40

J，結(jié)合物塊動(dòng)能Ek與運(yùn)動(dòng)路程s的關(guān)系圖像，可知物塊受到沿斜面的合力為4

N，即mgsin

30°+f＝4

N，同理，對(duì)物塊沿斜面下滑過(guò)程，mgsin

30°－f＝3

N，聯(lián)立解得m＝0.7

kg，f＝0.5

N，

A正確.1.(2022年廣東模擬)(多選)滑雪是一項(xiàng)具有刺激性和挑戰(zhàn)性的雪上運(yùn)動(dòng)，如圖的滑雪情景可抽象成如下物理過(guò)程：物體沿斜面由靜止開(kāi)始下滑，在水平面上滑行一段距離后停止.假若物體與斜面間和水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，斜面與水平面平滑連接，選項(xiàng)圖中v、a、Ek、s、t分別表示物體速度大小、加速度大小、動(dòng)能、路程和時(shí)間，則其中可能正確的是(

)ABCD【答案】ABD

2.(2022年山東模擬)質(zhì)量為2kg的物體以某一初速度在水平面上滑行，由于摩擦力的作用，其動(dòng)能隨位移變化的關(guān)系圖線(xiàn)如圖所示，重力加速度g取10m/s2，以下說(shuō)法中不正確的是(

)A.物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25B.物體與水平面間的摩擦力大小為5NC.物體滑行過(guò)程中的動(dòng)能的變化量為100JD.物體滑行的加速度大小為2.5m/s2【答案】C

考點(diǎn)3動(dòng)能定理在多過(guò)程運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用[能力考點(diǎn)]多過(guò)程運(yùn)動(dòng)中運(yùn)用動(dòng)能定理的注意事項(xiàng)(1)運(yùn)用動(dòng)能定理時(shí)，選擇合適的研究過(guò)程能使問(wèn)題簡(jiǎn)化.當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程包含幾個(gè)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)不同的子過(guò)程時(shí)，可以選擇一個(gè)、幾個(gè)或全部子過(guò)程作為研究過(guò)程.(2)當(dāng)選擇全部子過(guò)程作為研究過(guò)程，涉及重力、大小恒定的阻力或摩擦力做功時(shí)，要注意運(yùn)用它們的功能特點(diǎn)：①重力的功取決于物體的初、末位置，與路徑無(wú)關(guān).②大小恒定的阻力或摩擦力的功等于力的大小與路程的乘積.

(1)若釋放點(diǎn)距B點(diǎn)的長(zhǎng)度l＝0.7m，求滑塊到最低點(diǎn)C時(shí)軌道對(duì)其支持力FN的大小；(2)設(shè)釋放點(diǎn)距B點(diǎn)的長(zhǎng)度為lx，求滑塊第一次經(jīng)F點(diǎn)時(shí)的速度v與lx之間的關(guān)系式；(3)若滑塊最終靜止在軌道FG的中點(diǎn)，求釋放點(diǎn)距B點(diǎn)長(zhǎng)度lx的值.

2.(2022年成都模擬)如圖所示，一滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從斜面軌道AB的A點(diǎn)由靜止滑下后，進(jìn)入與斜面軌道在B點(diǎn)相切的、半徑R＝0.5m的光滑圓弧軌道，且O為圓弧軌道的圓心，C點(diǎn)為圓弧軌道的最低點(diǎn)，滑塊運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力為28N.已知OD與OC、OB與OC的夾角分別為53°和37°，滑塊質(zhì)量m＝0.5kg，與軌道AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.則軌道AB的長(zhǎng)度為(

)A.6.75m B.6.25mC.6.5m D.6.0m【答案】A

往復(fù)運(yùn)動(dòng)不用愁，動(dòng)能定理來(lái)解憂(yōu)在某些運(yùn)動(dòng)中，其運(yùn)動(dòng)過(guò)程具有重復(fù)性、往返性，而在這一過(guò)程中，描述物體的物理量多數(shù)是變化的，而重復(fù)的次數(shù)又往往是無(wú)法確定的或者是無(wú)限的，求解這類(lèi)問(wèn)題時(shí)若運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式將非常煩瑣，甚至無(wú)法解出.由于動(dòng)能定理只要求物體的初、末狀態(tài)而不考慮運(yùn)動(dòng)過(guò)程的細(xì)節(jié)，所以用動(dòng)能定理分析這類(lèi)問(wèn)題可使解題過(guò)程簡(jiǎn)化.例4如圖所示，ABCD為一豎直平面的軌道，其中BC水平，A點(diǎn)比BC高出H＝10m，BC長(zhǎng)為l＝1m，AB和CD軌道光滑.一質(zhì)量為m＝1kg的物體，從A點(diǎn)以v1＝4m/s的速度開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)BC后滑到高出C點(diǎn)h＝10.3m的D點(diǎn)時(shí)速度為零.(g取10m/s2)求：(1