2011年高考物理 5-2動能 動能定理復(fù)習(xí)課件 人教版

1、自主學(xué)習(xí) 1定義：物體由于 而具有的能叫做動能物體的動能跟物體的 和 都有關(guān)系，物體的 越大，質(zhì)量越大，它的動能就越大 2公式：Ek 3單位：與功的單位 ，在國際單位制中都是 4矢標(biāo)性：動能是 ，只有正值 5動能是狀態(tài)量，動能的變化量是 量,運動,速度,質(zhì)量,速度,相同,焦耳,標(biāo)量,過程,【特別提醒】動能具有相對性，其值與參考系的選取有關(guān)，一般取地面為參考系,針對訓(xùn)練 某物體在恒力作用下由靜止開始做直線運動，則此物體任一時刻的動能() A與它通過的位移s成正比 B與它通過的位移的平方s2成正比 C與它運動的時間t成正比 D與它運動的時間的平方t2成正比,總結(jié)提升：動能是狀態(tài)量，它具有瞬時性，一

2、個時刻對應(yīng)一個動能公式中的v應(yīng)該是瞬時速度.,答案：AD,自主學(xué)習(xí) 1內(nèi)容：合力所做的功等于物體動能的 2表達式： 即：WEk. 3動能定理也可以表述為：外力對物體所做的 等于物體 的變化 4動能定理建立起了 量(功)和 量(動能)間的聯(lián)系這樣，無論求合力做的功還是求物體動能的變化，就都有了兩個可供選擇的途徑 【特別提醒】功和動能都是標(biāo)量，動能定理表達式是一個標(biāo)量式，不能在某一個方向上應(yīng)用動能定理,變化,總功,動能,過程,狀態(tài),深化拓展 1對動能定理的理解 (1)W是所有外力對物體做的總功，等于所有外力對物體做功的代數(shù)和，即WW1W2W3Wn. 若W0，則物體動能增加(Ek0)；若W0，則物體

3、的動能減少(Ek0) (2)位移和速度必須是相對于同一個參考系的，一般以地面為參考系,(3)動能定理適用于物體的直線運動，也適用于曲線運動；適用于恒力做功，也適用于變力做功，力既可以同時作用，也可以分段作用 (4)若物體運動包含幾個不同的過程，應(yīng)用動能定理時，可以分段應(yīng)用，也可以全過程應(yīng)用 【特別提醒】動能定理指明了一種功能關(guān)系：合力的功是物體動能變化的是量度,2動能定理的應(yīng)用 (1)應(yīng)用動能定理解題的基本步驟 選取研究對象，明確它的運動過程 分析研究對象的受力情況和各力的做功情況： 明確物體在運動過程的始末狀態(tài)的動能Ek1和Ek2. 列出動能定理的方程W合Ek2Ek1及其他必要的解題方程，進

4、行求解,(2)應(yīng)用動能定理解題時需注意的問題 動能定理適用于物體的直線運動，也適用于曲線運動；適用于恒力做功，也適用于變力做功，力可以是各種性質(zhì)的力，既可以同時作用，也可以分段作用只要求出在作用過程中各力做功的多少和正負即可這些正是動能定理解題的優(yōu)越性所在 動能定理是計算物體的位移或速率的簡捷公式，當(dāng)題目中涉及到位移時可優(yōu)先考慮動能定理 若物體運動的過程中包含幾個不同的過程，應(yīng)用動能定理時，可以分段考慮，也可以把全過程作為一整體來處理,【特別提醒】應(yīng)用動能定理解題時，首先要明確研究對象及研究過程，然后再分析物體在此運動過程中各力做功的大小和正負，求出總功,針對訓(xùn)練 1關(guān)于運動物體所受的合外力、

5、合外力做功和動能變化的關(guān)系，正確的是() A如果物體所受的合外力為零，那么，合外力對物體做的功一定為零 B如果合外力對物體所做的功為零，則合外力一定為零 C物體在合外力作用下做變速運動，動能一定變化 D物體的動能不變，所受的合外力必定為零,解析：合外力為零，由WFscos知，合外力做功一定為零，但合外力做功為零時，合外力卻不一定為零，故A選項對，B選項錯物體在合外力作用下做變速運動，合外力不一定做功，物體的速度不一定變化，動能不一定變化(例如勻速圓周運動)，同樣，物體的動能不變，它所受的合外力也不一定為零，C、D選項均錯 答案：A,2人用手托著質(zhì)量為m的物體，從靜止開始沿水平方向運動，前進距離

6、s后，速度為v(物體與手始終相對靜止)，物體與人手掌之間的動摩擦因數(shù)為，則人對物體做的功為() AmgsB0CmgsD. mv2 解析：物體與手掌之間的摩擦力是靜摩擦力，靜摩擦力在零與最大值mg之間取值，不一定等于mg.在題述過程中，只有靜摩擦力對物體做功，故根據(jù)動能定理，摩擦力對物體做的功W mv2. 答案：D,規(guī)律方法 (1)動能定理的研究對象是單個物體(或能看成整體的物體系)，一定要明確研究“誰”，搞清其相應(yīng)的受力情況、初末狀態(tài)、對地位移等 (2)運用動能定理時，必須明確各力做功的正、負當(dāng)一個力做負功時，可設(shè)物體克服該力做功為W，將該力做功表達為W，也可以直接用一字母表示該力做功，使其字

7、母本身含有負號,【例1】(2008上海物理)總質(zhì)量為80kg的跳傘運動員從離地500m的直升機上跳下，經(jīng)過2s拉開繩索開啟降落傘如圖所示的跳傘過程中的vt圖，試根據(jù)圖象(g取10m/s2)，求 (1)t1s時運動員的加速度和所受阻力的大小； (2)估算14s內(nèi)運動員下落的高度及克服阻力做的功； (3)估算運動員從飛機上跳下到著地的總時間,答案(1)160N(2)158m1.25105J(3)71s,如圖所示，由細管變成的豎直軌道，其圓形部分的半徑為R和r.質(zhì)量為m的小球從水平軌道出發(fā)，先后經(jīng)過兩圓形軌道最后又進入水平軌道，已知小球在A處剛好對管壁無壓力，在B處對管的內(nèi)側(cè)壁壓力為0.5mg，試求

8、小球由A至B的運動過程中克服軌道阻力所做的功(細管的內(nèi)徑及球的大小不計),答案： mgR mgr 總結(jié)提升：運用動能定理計算變力的功是比較方便的，但是必須知道始末狀態(tài)的物體的速度，以及在中間過程中分別有哪些力做功，做正功還是負功，各做了多少功.,規(guī)律方法 若物體的運動過程可分為幾個子過程，或者一個系統(tǒng)內(nèi)的各部分運動情況并不相同需分別對待時，運用動能定理求解時，要針對各物體、各過程分別列方程求解，并分清各分過程的初末狀態(tài)及各力的做功情況，防止混淆以下是對動能定理的理解及應(yīng)用要點,動能定理的計算式是標(biāo)量式，v為相對同一參考系的速度 動能定理的研究對象是單一物體，或者可以看成單一物體的物體系 動能定

9、理適用于物體的直線運動，也適用于曲線運動；適用于恒力做功，也適用于變力做功，力可以是各種性質(zhì)的力，既可以同時作用，也可以分段作用只要求出在作用過程中各力做功的多少和正負即可這些正是運用動能定理解題的優(yōu)越性所在 若物體運動過程中包含幾個不同過程，運用動能定理時，可以分段考慮，也可以將全過程作為一整體來處理,【例2】總質(zhì)量為M的列車沿水平直線軌道勻速前進，其末節(jié)車廂的質(zhì)量為m.若末節(jié)車廂中途脫節(jié)，司機發(fā)現(xiàn)時車已行駛了L距離，于是立即關(guān)閉發(fā)動機滑行設(shè)運動過程中所受的阻力與質(zhì)量成正比，機車的牽引力是恒定的當(dāng)列車的兩部分都停止時，它們的距離是多少？ 分析末節(jié)車廂脫節(jié)后的列車運動有兩個階段，即先勻加速運動

10、，后勻減速運動末節(jié)車廂做勻減速運動,離為： ss3s4 . 解法三如果末節(jié)車廂脫節(jié)的同時關(guān)閉發(fā)動機，則停下時兩部分距離為零之所以停下后兩部分相距一定距離，是因為牽引力對列車多做了一部分功，即在L距離上做的功由功能關(guān)系有： kMLk(Mm)s 可得：s . 總結(jié)提升：本題也可以用牛頓運動定律和運動學(xué)公式求解，但過程會很復(fù)雜,在光滑的平面上有一靜止物體，現(xiàn)以水平恒力甲推這一物體作用一段時間后，換成相反方向的水平恒力乙推這一物體，當(dāng)恒力乙作用時間與恒力甲作用時間相同時，物體恰好回到原處，此時物體的動能為32J，則在整個過程中，甲、乙兩力做功分別是多少？ 讀題：“以水平恒力甲推這一物體”物體做勻加速直

11、線運動，“換成相反方向的水平恒力乙”物體做勻減速直線運動(類似豎直上拋),畫圖：如圖所示，畫出表達物理過程的示意圖，設(shè)恒力F甲作用時間為t，使物體通過位移s后的速度為v1；以后，恒力F乙使物體做減速運動，達到向右最大位移處后，返回到出發(fā)點時的速度大小為v2，F(xiàn)乙的作用時間也是t.顯然，前后兩段相同的時間t內(nèi)的位移大小相等,列式：由于在前后兩段相同的時間t內(nèi)，位移大小相等，方向相反，選速度v1方向為正方向，則 已知Ek232J，故解出Ek18J. 由動能定理，恒力F甲、F乙做的功分別為 W甲Ek18J； W乙Ek2Ek132J8J24J.,法二本題也可以用vt圖象求解，使物理過程更加直觀，如圖，

12、物體回到原點，意味著圖線上下與t軸間的面積相等，則v1a1t，v2a2(tt0)，,答案：8J24J 總結(jié)提升：應(yīng)用動能定理時，根據(jù)題意靈活地選取研究過程可以使問題變得簡單有時取全過程簡單，有時則取某一階段簡單原則是盡量使做功的力減少，各個力做的功計算方便，或使初、末動能等于零本題還可利用位移公式求解，選v1方向為正，s a1t2，sv1t a2t2，v1a1t，聯(lián)立解出a23a1，以下解法同法二.,【例3】(2008高考山東理綜)某興趣小組設(shè)計了如圖所示的玩具軌道，其中“2008”四個等高數(shù)字用內(nèi)壁光滑的薄壁細圓管彎成，固定在豎直平面內(nèi)(所有數(shù)字均由圓或半圓組成，圓半徑比細管的內(nèi)徑大得多)，

13、底端與水平地面相切彈射裝置將一個小物體(可視為質(zhì)點)以va5m/s的水平初速度由a點彈出，從b點進入軌道，依次經(jīng)過“8002”后從P點水平拋出小物體與地面ab段間的動摩擦因數(shù)0.3，不計其他機械能損失已知ab段長L1.5m，數(shù)字“0”的半徑R0.2m，小物體質(zhì)量m0.01kg，g10m/s2，求：,(1)小物體從P點拋出后的水平射程； (2)小物體經(jīng)過數(shù)字“0”的最高點時管道對小物體作用力的大小和方向 思維點撥解答本題應(yīng)注意分析清楚各階段的運動過程以及各過程滿足的規(guī)律，利用能量觀點可以只考慮某階段的初末狀態(tài)，不必分析細節(jié)，可使問題大大簡化,解析(1)設(shè)小物體運動到P點時的速度大小為v，對小物體

14、由a運動到P過程應(yīng)用動能定理得 mgL2Rmg mv2 mva2 2R gt2 svt 聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)解得s0.8m,(2)設(shè)在數(shù)字“0”的最高點時管道對小物體的作用力大小為F，取豎直向下為正方向 Fmg 聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)解得F0.3N 方向豎直向下 答案(1)0.8m(2)0.3N豎直向下 總結(jié)提升本題綜合考查動能定理、圓周運動等知識，對這類問題的處理，一方面要注意過程的選取，另一方面還要結(jié)合具體的運動特點分析一些特殊位置的受力情況和運動狀態(tài)，如在本題中的特殊點即為圓形軌道的最高點,如圖所示，質(zhì)量為M0.2kg的木塊放在水平臺面上，臺面比水平地面高出h0.20m，木塊離臺的右端L1.7m.質(zhì)量為m0.10M的子彈以v0180m/s的速度水平射向木塊，當(dāng)子彈以v90m/s的速度水平射出時，木塊的速度為v19m/s(此過程作用時間極短，可認為木塊的位移為零)若木塊落到水平地面時的落地點到臺面右端的水平距離為l1.6m，求： (1)木塊對子彈所做的功W1和子彈對木塊所做的功W2； (2)木塊與臺面間的動摩擦因數(shù).,思維點撥：對不同的物體在不同的階段分