2019年高考物理一轮复习第17讲动能定理课件新人教版.ppt

考点分阶突破 高考模拟演练 教师备用习题 考纲解读 第17讲 考点一对动能定理的理解 知能必备 不变 增加 减少 动能的变化 曲线运动 变力做功 不同时 考向探究 1 因果关系 关于物体所受合力及其动能 下列说法正确的是 A 合力为零 则动能一定不变B 动能保持不变 则合力一定为零C 合力不为零 则合力必做功 动能一定变化D 合力不为零 则物体一定做变速运动 其动能一定变化 答案 A 解析 合力为零 则物体保持静止或匀速直线运动状态 其动能一定不变 选项A正确 动能不变 其速度的方向可能变化 可能有加速度 合力可能不为零 如匀速圆周运动 选项B错误 合力不为零 位移可能为零或合力与位移垂直 则功为零 动能不变 选项C错误 合力不为零 则一定有加速度 物体一定做变速运动 但动能可能不变 选项D错误 2 表达式的理解 多选 关于动能定理的表达式W Ek2 Ek1 下列说法正确的是 A 公式中的W为不包含重力的其他力做的总功B 公式中的W为包含重力在内的所有力做的功 也可通过以下两种方式计算 先求每个力的功再求功的代数和或先求合外力再求合外力做的功C 公式中的Ek2 Ek1为动能的增量 当W 0时 动能增加 当W 0时 动能减少D 动能定理适用于直线运动 但不适用于曲线运动 适用于恒力做功 但不适用于变力做功 答案 BC 答案 CD 特别提醒 1 对 外力 的两点理解 外力 指的是合力 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 既可以是恒力 也可以是变力 2 等于体现的两个关系 3 动能只有正值 没有负值 但动能的变化却有正有负 变化 是指末状态的物理量减去初状态的物理量 动能的变化量为正值 表示物体的动能增加了 对应于合力对物体做正功 动能的变化量为负值 表示物体的动能减小了 对应于合力对物体做负功 或者说物体克服合力做功 考点二动能定理的应用 知能必备 1 应用动能定理的流程 2 应用动能定理的注意事项 1 动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系的 一般以地面或相对地面静止的物体为参考系 2 应用动能定理的关键在于对研究对象准确地进行受力分析及运动过程分析 并画出运动过程的草图 借助草图理解物理过程之间的关系 3 当物体的运动包含多个不同过程时 可分段应用动能定理求解 当所求解的问题不涉及中间的速度时 也可以全过程应用动能定理求解 这样更简便 4 列动能定理方程时 必须明确各力做功的正负 确实难以判断的先假定为正功 最后根据结果加以检验 答案 D 变式1 非匀变速运动的研究 如图17 3所示 A B两球质量相等 A球用不能伸长的轻绳系于O点 B球用轻弹簧系于O 点 O与O 点在同一水平面上 分别将A B球拉到与悬点等高处 使绳和轻弹簧均处于水平 弹簧处于自然状态 将两球分别由静止开始释放 当两球达到各自悬点的正下方时 两球仍处在同一水平高度 则 A 两球到达各自悬点的正下方时 两球动能相等B 两球到达各自悬点的正下方时 A球速度较大C 两球到达各自悬点的正下方时 B球速度较大D 两球到达各自悬点的正下方时 两球受到的拉力相等 图17 3 答案 B 答案 D 特别提醒 应用动能定理的 四点注意 1 动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系的 一般以地面或相对地面静止的物体为参考系 2 动能定理的表达式是一个标量式 不能在某方向上应用动能定理 3 动能定理往往用于单个物体的运动过程 由于不涉及加速度和时间 比动力学研究方法更简便 4 当物体的运动包含多个不同过程时 可分段应用动能定理求解 当所求解的问题不涉及中间的速度时 也可以全过程应用动能定理求解 考点三动能定理与图像结合问题 知能必备 图像所围 面积 的意义比较 1 v t图 由公式x vt可知 v t图线与横轴围成的面积表示物体的位移大小 2 a t图 由公式 v at可知 a t图线与横轴围成的面积表示物体速度的变化量大小 3 F x图 由公式W Fx可知 F x图线与横轴围成的面积表示力所做的功 4 P t图 由公式W Pt可知 P t图线与横轴围成的面积表示力所做的功 考向探究 例2小军看到打桩机 对打桩机的工作原理产生了兴趣 他构建了一个打桩机的简易模型 如图17 5甲所示 他设想 用恒定大小的拉力F拉动绳端B 使物体从A点 与钉子接触处 由静止开始运动 上升一段高度后撤去F 物体运动到最高点后自由下落并撞击钉子 将钉子打入一定深度 按此模型分析 若物体质量m 1kg 上升1m高度时撤去拉力 撤去拉力前物体的动能Ek与上升高度h的关系图像如图乙所示 g取10m s2 不计空气阻力 1 求物体上升到0 4m高度处F的瞬时功率 2 若物体撞击钉子后瞬间弹起 且使其不再落下 钉子获得20J的动能向下运动 钉子总长为10cm 撞击前插入部分可以忽略 不计钉子重力 已知钉子在插入过程中所受的阻力Ff与深度x的关系图像如图丙所示 求钉子能够插入的最大深度 图17 5 变式1 多选 物体沿直线运动的v t关系如图17 6所示 已知在第1s内合力对物体做的功为W 则 A 从第1s末到第3s末合力做功为4WB 从第3s末到第5s末合力做功为 2WC 从第5s末到第7s末合力做功为WD 从第3s末到第4s末合力做功为 0 75W 图17 6 变式2质量m 2kg的物块放在粗糙水平面上 在水平拉力作用下由静止开始运动 物块动能Ek与其位移x之间的关系如图17 7所示 已知物块与水平面间的动摩擦因数 0 2 g取10m s2 则下列说法中不正确的是 A x 1m时物块的速度大小为2m sB x 3m时物块的加速度大小为1 25m s2C 在前2m的运动过程中物块所经历的时间为2sD 在前4m的运动过程中拉力对物块做的功为25J 图17 7 特别提醒 考点四用动能定理巧解多过程问题 知能必备 1 运用动能定理解决问题时 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 重力做的功取决于物体的初 末位置 与路径无关 大小恒定的阻力或摩擦力做的功等于力的大小与路程的乘积 考向探究 例3如图17 8所示 AB和CD为两个对称斜面 其上部分足够长 下部分分别与一个光滑的圆弧面的两端相切 圆弧圆心角为120 半径R 2 0m 一个质量为m 1kg的物体在离B点高度为h 3 0m处 以初速度4 0m s沿斜面运动 若物体与两斜面间的动摩擦因数 0 2 重力加速度g取10m s2 1 物体在斜面上走过路程的最大值为多少 2 试描述物体最终的运动情况 3 物体对圆弧最低点的最大压力和最小压力分别为多少 图17 8 答案 1 38m 2 在B C之间的圆弧上来回做变速圆周运动 3 54 5N20N 特别提醒 高考真题 1 2017 海南卷 将一小球竖直向上抛出 小球在运动过程中所受到的空气阻力不可忽略 a为小球运动轨迹上的一点 小球上升和下降经过a点时的动能分别为Ek1和Ek2 从抛出开始到小球第一次经过a点时重力所做的功为W1 从抛出开始到小球第二次经过a点时重力所做的功为W2 下列选项正确的是 A Ek1 Ek2 W1 W2B Ek1 Ek2 W1 W2C Ek1Ek2 W1 W2 答案 B 答案 C 答案 C 4 2018 石家庄二中月考 如图17 12所示 质量为1kg的滑块从半径为50cm的半圆形轨道的边缘A点滑向底端B 此过程中 克服摩擦力做功为3J 若滑块与轨道间的动摩擦因数为0 1 则在B点时滑块受到摩擦力的大小为 g取10m s2 A 3 6NB 2NC 1 8ND 0 4N 精选模拟 图17 12 6 多选 2018 沈阳二中期中 如图17 14甲所示 固定斜面AC长为L B为斜面中点 AB段光滑 一物块在恒定拉力F作用下 从最低点A由静止开始沿斜面上滑至最高点C 此过程中物块的动能Ek随位移x变化的关系图像如图乙所示 设物块由A运动到C的时间为t0 下列描述该过程中物块的速度v随时间t 加速度大小a随时间t 加速度大小a随位移x 机械能E随位移x变化规律的图像中 可能正确的是 图17 14 图17 15 3 2017 江苏卷 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