高考物理一轮复习-第五章-第2讲-动能定理及其守恒定律.ppt

*,一轮,物理,基础知识,自主梳理,课时作业,巩固提升,单击此处编辑母版文本样式,研命题点,分类突破,第,2,讲动能定理及其应用,运动,一、动能,1,定义,：,物,体由于,而具有的能叫动能。,2,公式,：,E,k,。,3,单位,：,，,1 J,1,N,m,1 kg,m,2,/s,2,。,4,矢标性,：,动,能是,，只有正值。,5,状态量,：,动,能是,，因为,v,是瞬时速度。,焦耳,标量,状态量,二、动能定理,1,内容：,力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中,。,2,表达式：,W,或,W,E,k2,E,k1,。,3,物理意义：,做的功是物体动能变化的量度。,动能的变化,合外力,1,对动能定理中,“,力,”,的两点理解,(1),“,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。,(2),力既可以是恒力，也可以是变力。,命题点一对动能定理的理解及基本应用,自主探究,2,动能定理公式中体现的,“,三个关系,”,(1),数,量关系：即合力所做的功与物体动能的变化具有等量替代关系。可以通过计算物体动能的变化，求合力做的功，进而求得某一力做的功。,(2),单位关系：等式两边物理量的国际单位都是焦耳。,(3),因果关系：合力做功是引起物体动能变化的原因。,CD,2,(2021,四川新津中学摸底,),如,图所示，倾角,37,的斜面,AB,与水平面平滑连接于,B,点，,A,、,B,两点之间的距离,x,0,3 m,，质量,m,3 kg,的小物块与斜面及水平面间的动摩擦因数均为,0.4,。当小物块从,A,点由静止开始沿斜面下滑的同时，对小物块施加一个水平向左的恒力,F,(,图中未画出,),，取,g,10 m/s,2,。若,F,10 N,，小物块从,A,点由静止开始沿斜面运动到,B,点时撤去恒力,F,，则小物块在水平面上滑行的距离,x,为,(sin 37,0.6,，,cos,37,0.8)(,),A,5.7 m,B,4.7 m,C,6.5 m D,5.5 m,B,解析：,小物块在斜面上受力如图所示,，,从,A,点开始沿,ABC,路径运动到,C,点停止过程中,，,由动能定理可得,Fx,0,cos,mgx,0,sin,fx,0,mgx,0,，,又,f,N,，,N,F,sin,mg,cos,，,代入数据解得,x,4.7 m,，,故选项,B,正确。,B,1,动能定理的应用流程,命题点二动能定理在多过程问题中的应用,教材走向高考,2,求解多过程问题抓好,“,两状态,，,一过程,”,“,两,状态,”,即明确研究对象的始、末状态的速度或动能情况；,“,一过程,”,即明确研究过程，确定这一过程研究对象的受力情况和位置变化或位移信息。,动能定理的理解及应用是高考的热点，高考对动能定理的考查常与曲线运动相关联，设置多过程问题。分析近几年高考题可以发现，命题背景常源于教材习题，在此基础上拓展为较新的材料或较复杂的过程，综合考查学生灵活应用知识的能力，但考查点仍是动能定理的基本应用。同学们可通过以下示例认真体会，进一步感悟高考真题与教材内容间的溯源关系。,典例,1,人教版必修,2P80,T2,游,乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行，游客却不会掉下来,(,图甲,),。我们把这种情形抽象为图乙的模型：弧形轨道的下端与竖直圆轨道相接，使小球从弧形轨道上端滚下，小球进入圆轨道下端后沿圆轨道运动。实验发现，只要,h,大于一定值，小球就可以顺利通过圆轨道的最高点。如果已知圆轨道的半径为,R,，,h,至少要等于多大？不考虑摩擦等阻力。,【,真题命题立意,】,将典例,1,中物体沿圆弧轨道滚下,，,拓展为让物体由静止开始自由下落；由分析计算通过圆弧最高点的条件,，,拓展为通过计算判断小球能否沿轨道运动到最高点。题目设置情景并没有变得复杂,，,但运算量和思维量变大,，,考查的核心仍是将动能定理与圆周运动的临界问题相结合。,答案：,见,解析,【,真题命题立意,】,将典例,1,中物体沿圆弧轨道滚下,，,拓展为让物体在外力作用下由水平轨道进入圆形轨道；由教材习题分析计算通过圆弧最高点的条件,，,拓展为通过,C,点时受重力、拉力的作用力,，,而后斜抛落至水平轨道。题目设置情景及受力情况变得较为复杂,，,而且运算量和思维量变大,，,但考查的核心仍是动能定理与圆周运动的临界问题相结合。,方法技巧,解答多过程问题的,4,点技巧,(1),首先要建立模型,，,判断物体运动过程中做了哪些运动,，,如直线运动、平抛运动、圆周运动等。,(2),其次分析各个运动过程中物体的受力情况以及运动情况,，,判断物体运动过程中有没有需要特别注意的临界点、隐含条件等,(,如竖直平面内的圆周运动中物体在最高点的临界条件,，,平抛运动中是分解速度还是分解位移、是否要用到斜面的倾角以及有关推论等,),。,(3),然后抓住模型之间的联系纽带,(,是速度、加速度,，,还是位移等,),，,同时关注将什么位置当成动能定理中的初态和末态。,(4),最后根据实际情况分阶段或全过程利用动能定理进行列式计算。,CD,5,(2021,广西桂林质检,),如,图所示，倾角为,37,的粗糙斜,面,AB,底端与半径,R,0.4 m,的光滑半圆轨道,BC,平滑相连，,O,点为轨道圆心，,BC,为圆轨道直径且处于竖直方向，,A,、,C,两点等高，质量,m,1 kg,的滑块从,A,点由静止开始下滑，,恰能滑到与,O,点等高的,D,点，,g,取,10 m/s,2,，,sin 37,0.6,，,cos,37,0.8,。,(1),求滑块与斜面间的动摩擦因数,；,(2),若使滑块能到达,C,点，求滑块从,A,点沿斜面滑下时的初速度,v,0,的最小值；,(3),若滑块离开,C,点的速度大小为,4,m/s,，求滑块从,C,点飞出至落到斜面上所经历的时间,t,。,1,力学中四类图像所围,“,面积,”,的意义,命题点三动能定理与图像结合的问题,师生互动,2,解决图像问题的基本步骤,(1),观,察题目给出的图像，弄清纵坐标、横坐标所对应的物理量及图线所表示的物理意义。,(2),根据物理规律推导出纵坐标与横坐标所对应的物理量间的函数关系式。,(3),将推导出的物理规律与数学上与之相对应的标准函数关系式相对比，找出图线的斜率、截距、图线的交点、图线下的面积所对应的物理意义，分析解答问题，或者利用函数图线上的特定值代入函数关系式求物理量。,图像的选取,典例,2,从,地面竖直向上抛出一只小球，小球运动一段时间后落回地面。忽略空气阻力，该过程中小球的动能,E,k,与时间,t,的关系图像是,(,),A,图像信息的应用,典例,3,某,实验室为了研究某种汽车运行时的动力学,特性，制造了一辆质量为,200 kg,的模型车，该模型车,在运行时所受阻力为车重的,0.08,倍，某次试验中该车,在,25 s,内运动的,v,t,图像如图所示，,g,取,10 m/s,2,，试求：,(1),模型车,20 s,末的加速度大小；,(2)0,5 s,内模型车发动机输出的牵引力大小；,(3),模型车在此,25 s,内牵引力所做的功。,答案,(1)0.8 m/s,2,(2)480 N,(3)2.24,10,4,J,规律总结,动能定理与图像结合问题的分析方法,(1),首先看清所给图像的种类,(,如,v-,t,图像、,F-x,图像、,E,k,x,图像等,),。,(2),挖掘图像的隐含条件,，,得出所需要的物理量,，,如由,v,t,图像所包围的,“,面积,”,求位移,，,由,Fx,图像所包围的,“,面积,”,求功等。,(3),分析有哪些力做功,，,根据动能定理列方程,，,求出相应的物理量。,6,(2019,高考全国卷,),从,地面竖直向上抛出一物,体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一大,小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用。,距地面高度,h,在,3 m,以内时，物体上升、下落过程中,动能,E,k,随,h,的变化如图所示。重力加速度取,10 m/s,2,。,该物体的质量为,(,),A,2 kg,B,1.5 kg,C,1 kg D,0.5 kg,C,解析：,画出运动示意图,，,设阻力为,F,f,，,据动能定理知,A,B,(,上升过程,),：,E,k,B,E,k,A,(,mg,F,f,),h,，,C,D,(,下落过程,),：,E,k,D,E,k,C,(,mg,F,f,),h,，,整理以上两式得,mgh,30 J,，,解得物体的质量,m,1 kg,，,选项,C,正确。,7,如图甲所示，在倾角为,30,、长度为,L,5 m,的光滑斜面,AB,的,A,处连接一粗糙水平面,OA,，,OA,长为,4 m,。有一质量为,m,的滑块，从,O,处由静止开始受一水平向右的力,F,作用，,F,只在滑块处于水平面上时作用，并且按图乙所示的规律变化，最后滑块刚好到达斜面顶端,B,，,g,取,10 m/s,2,。试求：,(1),滑块运动到,A,处的速度大小；,(2),滑块与,OA,间的动摩擦因数,。,课时作业,巩固提升,点击进入,word.,