动能和动能定理(高三一轮)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,动能和动能定理,孝感市综合高级中学 李国昌,欢迎各位专家莅临指导！,动能和动能定理,夯实基础,精析典例,提能演练,体验高考,归纳总结,考点,1,动能,1.,定义：物体由于,_,而具有的能,.,2.,表达式：,E,k,=_.,3.,物理意义：动能是状态量，是,_.(,填,“,矢量,”,或,“,标量,”,),恒为正值,.,4.,单位：动能的单位是,_,，,1 J,1,Nm,1 kgm,2,/s,2,5.,瞬时性：因为,v,是瞬时速度,6.,相对性：,由于速度具有相对性,所以动能也具有相对性，大小与参考系的选取有关,中学物理中，一般选取地面为参考系,.,运动,标量,焦耳,考点复习,1.,物体的动能不会发生突变,它的改变需要一个过程,这个过程就是外力对物体做功的过程或物体对外做功的过程,.,2.,动能的变化：物体末动能与初动能之差,.,即,说明：,(1),表达式中,v,1,、,v,2,均指瞬时速度,.,(2)E,k,0,，表示物体的动能增大,.,E,k,0,，表示物体的动能减小,.,(3),同一物体速度的变化量相同，但动能的变化量不相同,.,考点复习,深入理解,例,1.,关于动能的理解，下列说法正确的是,(),A.,动能是机械能的一种表现形式，凡是运动的物体都具有动能,B.,物体的动能不可能为负值,C.,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,D.,动能不变的物体，一定处于平衡状态,E.,物体所受合外力不为零，其动能一定变化,F.,物体的速度变化越大，其动能一定变化也越大,考点复习,ABC,考点,2,动能定理,1.,内容：在一个过程中合外力对物体所做的功，等于物体在这个过程中,_.,2.,表达式：,W,合,=_.,3.,物理意义：,_,的功是物体动能变化的量度,.,4.,适用条件,(1),动能定理既适用于直线运动，也适用于,_.,(2),既适用于恒力做功，也适用于,_.,(3),力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以,_.,动能的变化,合外力,曲线运动,变力做功,不同时作用,考点复习,W,合,Ek2,Ek1,它是计算物体位移,或速率的简洁公式，,当题目中涉及,F,、,x,、,m,、,v,、,W,、,E,k,等,时可优先,考虑动能定理。,高中阶段动能定理中的位移和速度应以地面或相对地面静止的物体为参考系,.,做功的过程是能量转化 的过程，动能定理表,达式中的“,=”,的意义是一,种因果关系，在数值上的相等的符号，单位相同。并,不意味着“功就是动能增量”，也不意味着“功转变成了动能”，,而是意味着“功引起了动能的变化”。,1,4,3,2,W,合 是所有外力对物体做的总功，这些力对物体所做功的代数和等于物体动能的增量，,W=W1+W2+.(,代数和,),。或将物体的外力进行合成，求出合外力,F,合后，再 利用,W=FXcos,进行,计算。,动能定理中所说的“外力”，,既可以是重力、弹力、摩擦力，也可以是电场力、磁场力或其他力,.,考点复习,深入理解,知识建构,题型一：应用动能定理求变力做功,例,2,、如下图所示，质量为,1 kg,的物体沿一曲面从,A,点无初速度滑下，滑至曲面的最低点,B,时，下滑的高度为,5 m,，速度为,6,m/s,，则在下滑过程中，物体克服阻力所做的功为多少？,(g,取,10 m/s2,),典例精析,典例精析,同类题,一质量为,m,的小球，用长为,L,的轻绳悬挂于,O,点，小球在水平拉力,F,的作用下，从平衡位置,P,点缓慢地移到,Q,点，则力,F,所做的功为,A,、,mgLcos,B,、,mgL(1-cos),C,、,FLsin,D,、,FLcos,提能演练,F,P,Q,O,答案,：,B,【,方法技巧,】,用动能定理求变力的功，不必考虑中间过程动能细节的变化，但是必须已知物体始末两个状态的速度，以及在中间过程中其他力对物体做的功,例,3,如下图所示，一质量为,2 kg,的铅球从离地面,2 m,高处自由下落，陷入沙坑,2 cm,深处，求沙子对铅球平均阻力的大小,(,g,取,10 m/s,2,),典例精析,题型二：应用动能定理求解多过程问题,答案：,2020 N,同类题,如图所示,物体在离斜面底端,4 m,处由静止滑下,若动摩擦因数均为,0.5,斜面倾角为,37,斜面与平面间由一段圆弧连接,求物体能在水平面上滑行多远,?,提能演练,解析,:,物体在斜面上受重力,mg,支持力,F,N1,摩擦力,F,1,的作用,沿斜面加速下滑,(,因,=0.5tan37=0.75),到水平面后,在摩擦力,F,2,作用下做减速运动,直至停止,.,对物体在斜面上和水平面上时进行受力分析,如图所示,.,提能演练,答案,:1.6 m,提能演练,例,4.(2011,年浙江金华模拟,),如图甲所示，一条轻质弹簧左端固定在竖直墙面上，右端放一个可视为质点的小物块，小物块的质量为,m,1.0 kg,，当弹簧处于原长时，小物块静止于,O,点，现对小物块施加一个外力,F,，使它缓慢移动，将弹簧压缩至,A,点，压缩量为,x,0.1 m,，在这一过程中，所用外力,F,与压缩量的关系如图乙所示然后撤去,F,释放小物块，让小物块沿桌面运动，已知,O,点至桌边,B,点的距离为,L,2,x,，水平桌面的高为,h,5.0 m,，计算时可认为滑动摩擦力近似等于最大静摩擦力求,(,g,取,10 m/s,2,),：,题型三：动能定理综合应用,典例精析,甲 乙,(1),在压缩弹簧的过程中，弹簧存贮的最大弹性势能；,(2),小物块到达桌边,B,点时速度的大小；,(3),小物块落地点与桌边,B,点的水平距离,x,.,【,思路点拨,】,解答本题时应注意以下三点：,(1),F,x,图象与,x,轴所围面积为变力,F,做的功；,(2),弹簧存贮的弹性势能对应弹簧的弹力所做的负功的值；,(3),F,x,图象中,x,0,时对应,F,的含义,【,答案,】,(1)2.3 J,(2)2,m/s,(3)2 m,【,方法技巧,】,本题以弹簧为载体，结合图象来综合考查动能、动能定理的内容这种综合度大，但并不是太复杂、难度并不是太大的试题在高考试卷中常有出现，这类题的综合信息强，要求学生的能力也相对较高，使高考命题与新课标的要求靠得更紧密一些，是近年高考命题的基本趋势,(2011,年高考,浙江理综卷,),节能混合动力车是一种可以利用汽油及所储存电能作为动力来源的汽车,.,有一质量,m,=1000 kg,的混合动力轿车,在平直公路上以,v,1,=90 km/h,匀速行驶,发动机的输出功率,P,=50 kW.,当驾驶员看到前方有,80 km/h,的限速标志时,保持发动机功率不变,立即启动利用电磁阻尼带动的发电机工作给电池充电,使轿车做减速运动,运动,L,=72 m,后,速度变为,v,2,=72 km/h.,此过程中发动机功率的,1/5,用于轿车的牵引,4/5,用于供给发电机工作,发动机输送发电机的能量最后有,50%,转化为电池的电能,.,假设轿车在上述运动过程中所受阻力保持不变,.,求,:,体验高考,(2),轿车从,90 km/h,减速到,72 km/h,过程中,获得的电能,E,电,.,(1),轿车以,90 km/h,在平直公路上匀速行驶时,所受阻力,F,阻,的大小,.,(3),轿车仅用其在上述减速过程中获得的电能,E,电,维持,72 km/h,匀速运,动的距离,L,.,【,命题分析,】,本题是对机车启动问题的创新性考查,解决问题的依,据和方法是考生所熟悉的,但题目情境比较新颖,.,首先是材料新,以节,能混合动力车为题材,;,其次是考查角度新,没有直接考查机车启动问,题的运动过程,而是从能量转化与守恒的角度考查考生获取信息的,能力,.,【,解析提示,】,审题过程中弄清楚发动机输出功率的分配是解题的,关键,.,本题第,(1),问是一道常见习题,根据牵引力与功率的关系直接求,解,;,第,(2),问属变力做功,用动能定理求解,;,第,(3),问根据能量关系求解,.,【,规范全解,】(1),汽车牵引力与输出功率关系为,:,P,=,F,牵,v,将,P,=50 kW,v,1,=90 km/h=25,m/s,代入得,:,F,牵,=,=2,10,3,N,当轿车匀速行驶时,牵引力与阻力大小相等,有,:,F,阻,=2,10,3,N.,(2),在减速过程中,注意到发动机只有,P,用于汽车的牵引,.,根据动能定,理有,:,Pt,-,F,阻,L,=,m,-,m,代入数据得,:,Pt,=1.575,10,5,J,电源获得的电能为,:,E,电,=0.5,Pt,=6.3,10,4,J.,(3),根据题设,轿车在平直公路上匀速行驶时受到的阻力仍为,F,阻,=2,10,3,N.,在此过程中,由能量转化及守恒定律可知,仅有电能用于克服阻,力做功,E,电,=,F,阻,L,代入数据得,L,=31.5 m.,【,答案,】(1)2,10,3,N(2)6.3,10,4,J(3)31.5 m,知识建构,编织学子人生梦,孕育桃李满天下,谢谢！,