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,知识梳理深化拓展,栏目索引,知识梳理深化拓展,栏目索引,*,*,知识梳理深化拓展,栏目索引,考点一,*,*,知识梳理深化拓展,栏目索引,*,*,知识梳理深化拓展,栏目索引,知识梳理,知识梳理深化拓展,栏目索引,深化拓展,知识梳理深化拓展,栏目索引,*,*,第,2,讲动能定理及其应用,1/30,知识梳理,一、动能,1.定义:,物体因为,运动,而含有能叫动能。,2.公式:,E,k,=,mv,2,。,3.单位:,焦耳,1 J=1 Nm=1 kgm,2,/s,2,。,4.矢标性:,动能是,标量,只有正值。,5.状态量:,动能是状态量,因为,v,是瞬时速度。,2/30,1.内容:,在一个过程中合外力对物体所做功,等于物体在这个过程中,动能改变,。,二、动能定理,2.表示式:,W,=,m,-,m,。,3.物理意义:,合外力,功是物体动能改变量度。,4.适用条件,(1)动能定理既适合用于直线运动,也适合用于曲线运动。,(2)既适合用于恒力做功,也适合用于,变力做功,。,(3)力能够是各种性质力,既能够同时作用,也能够,不一样时作用,。,3/30,1.(多项选择)质量不等,但有相同动能两个物体,在动摩擦因数相同水平,地面上滑行,直至停顿,则,(),A.质量大物体滑行距离大,B.质量小物体滑行距离大,C.它们滑行距离一样大,D.它们克服摩擦力所做功一样多,答案,BD由动能定理可得-,F,f,x,=0-,E,k,即,mgx,=,E,k,因为动能相同,动摩,擦因数相同,故质量小滑行距离大,它们克服摩擦力所做功都等于,E,k,。,BD,4/30,2.一个25 kg小孩从高度为 3.0 m 滑梯顶端由静止开始滑下,滑到底,端时速度为 2.0 m/s。取,g,=10 m/s,2,关于力对小孩做功,以下结果正,确是,(),A.合外力做功50 JB.阻力做功500 J,C.重力做功500 JD.支持力做功50 J,答案,A由动能定理知合外力做功等于小孩动能改变,E,k,=,mv,2,=,25,2.0,2,J=50 J,A选项正确。重力做功,W,G,=,mgh,=25,10,3.0 J=750 J,C选项错误。支持力方向与小孩运动方向垂直,不做功,D选项错,误。阻力做功,W,阻,=,W,合,-,W,G,=(50-750)J=-700 J,B选项错误。,A,5/30,3.在水平恒力作用下,物体沿粗糙水平地面运动,在物体速度由0增为,v,过程中,恒力做功,W,1,在物体速度由,v,增为2,v,过程中,恒力做功,W,2,则,W,1,W,2,为,(),A.11,B.12,C.13,D.因为有摩擦力做功而无法确定,答案,C由动能定理,有,W,1,-,W,f,1,=,mv,2,-0,W,2,-,W,f,2,=,m,(2,v,),2,-,mv,2,;又,v,2,=2,ax,1,W,f,1,=,fx,1,;(2,v,),2,-,v,2,=2,ax,2,W,f,2,=,fx,2,解得,W,1,W,2,=13。,C,6/30,4.如图所表示,ABCD,是一条长轨道,其中,AB,段是倾角为,斜面,CD,段是水,平,BC,是与,AB,和,DC,都相切一小段圆弧,其长度可忽略不计。一质,量为,m,小滑块在,A,点从静止状态释放,沿轨道滑下,最终停在,D,点,A,点,和,D,点位置如图所表示。现用一沿着轨道方向力推滑块,将它迟缓地,由,D,点推回,A,点时停下。滑块与轨道间动摩擦因数为,推力对滑块做,功为,(),A.,mgh,B.2,mgh,C.,mg,(,x,+,h,/sin,)D.,mgx,+,mgh,cot,B,7/30,答案,B滑块从,A,滑到,D,时,重力做功,mgh,摩擦力做功,W,f,滑块初末态,动能均为零,故,mgh,+,W,f,=0,滑块从,D,被推到,A,过程中,推力做功,W,F,重力做功-,mgh,摩擦力做功,W,f,物块初末态动能为零,即:,W,F,-,mgh,+,W,f,=0,解得,W,F,=2,mgh,8/30,5.如图所表示,质量为2.0 kg木块放在水平桌面上,A,点,受到一瞬时冲,量后以某一速度在桌面上沿直线向右运动,运动到桌边,B,点后水平滑出,落在水平地面,C,点。已知木块与桌面间动摩擦因数为0.20,桌面距离,水平地面高度为1.25 m,A,、,B,两点间距离为4.0 m,B,、,C,两点间水,平距离为1.5 m,g,=10 m/s,2,。不计空气阻力,求:,(1)滑动摩擦力对木块做功是多少;,(2)木块在,A,点时动能;,(3)木块运动总时间。,答案,(1)-16 J(2)25 J(3)1.5 s,9/30,解析,(1)滑动摩擦力对木块做功,W,=-,mgs,=-0.20,20,4.0 J=-16 J,(2)从,B,到,C,过程中,木块做平抛运动,h,=,g,s,BC,=,v,B,t,2,从,A,到,B,过程中,依据动能定理,W,=,m,-,E,k,A,解得在,A,点动能,E,k,A,=25 J,(3)因为,m,=25 J,木块在,A,点速度,v,A,=5 m/s,所以从,A,到,B,平均速度,=,=4 m/s,10/30,所以从,A,运动到,B,时间,t,1,=,=1 s,所以总运动时间,t,=,t,1,+,t,2,=1.5 s,11/30,深化拓展,考点一,动能定理了解和基本应用,考点二,用动能定理处理多过程问题,考点三,用动能定理分析变力做功问题,12/30,深化拓展,考点一动能定理了解和基本应用,1.动能定理公式中等号意义,数量关系,即协力所做功与物体动能改变量含有等量代换关系。能够经过计算物体动能改变量,求协力功,进而求得某一力功,单位相同,国际单位都是焦耳,因果关系,合外力做功是物体动能改变原因,13/30,2.应用动能定了解题基本思绪,(1)选取研究对象,明确它运动过程;,(2)分析研究对象受力情况和各个力做功情况,然后求各个力做功,代数和;,(3)明确研究对象在始、末状态动能,E,k1,、,E,k2,;,(4)列出动能定理方程进行计算或讨论。,14/30,3.利用动能定了解题基本思绪可概括为八个字:“一个过程,两个状,态”。“一个过程”即要分析过程中力及力做功正负;“两个状态”,是对应这个过程初、末状态动能,而这个过程能够是单个过程,也,能够是多个过程。,【,情景素材教师备用,】,15/30,1-1物体在合外力作用下做直线运动,v,-,t,图像如图所表示。以下表述,正确是,(),A.在01 s内,合外力做正功,B.在02 s内,合外力总是做负功,C.在12 s内,合外力不做功,D.在03 s内,合外力总是做正功,A,16/30,答案,A依据动能定理,合外力做功等于物体动能改变量,01 s,内,物体做匀加速直线运动,速度增大,动能增加,所以合外力做正功,A正,确;02 s内动能先增加后降低,合外力先做正功后做负功,B错误;12 s,内,动能降低,合外力做负功,C错误;03 s内,动能先增加后降低,合外力,先做正功后做负功,协力做功为零,D错误。,17/30,1-2一物块沿倾角为,斜坡向上滑动。当物块初速度为,v,时,上升,最大高度为,H,如图所表示;当物块初速度为,时,上升最大高度记为,h,。重力加速度大小为,g,。物块与斜坡间动摩擦因数和,h,分别为,(),A.tan,和,B.,tan,和,C.tan,和,D.,tan,和,D,18/30,答案,D由动能定理有,-,mgH,-,mg,cos,=0-,mv,2,-,mgh,-,mg,cos,=0-,m,解得,=,tan,h,=,故D正确。,19/30,考点二用动能定理处理多过程问题,1.因为动能定理不关注中间过程细节,所以动能定理既能够求解单,过程问题,也能够求解多过程问题,尤其是求解多过程问题,更显出它,优越性。,2.若过程包含几个不一样子过程,既可分段考虑,也可全过程考虑,但分,段不方便计算时必须全过程考虑。,20/30,2-1如图所表示,质量,m,=1 kg 木块静止在高,h,=1.2 m平台上,木块与,平台间动摩擦因数,=0.2,用水平推力,F,=20 N,使木块产生位移,l,1,=3 m,时撤去,木块又滑行,l,2,=1 m后飞出平台,求木块落地时速度大小。,答案,11.3 m/s,解析解法一,取木块为研究对象。其运动分三个过程,先匀加,速前进,l,1,后匀减速前进,l,2,最终再做平抛运动,对每一过程,由动能定理,得,:,21/30,Fl,1,-,mgl,1,=,m,-,mgl,2,=,m,-,m,mgh,=,m,-,m,解得:,v,3,=11.3 m/s,解法二,对全过程由动能定理得,Fl,1,-,mg,(,l,1,+,l,2,)+,mgh,=,mv,2,-0,代入数据解得,v,=11.3 m/s,22/30,2-2如图甲所表示,长为4 m水平轨道,AB,与半径为,R,=0.6 m竖直半圆,轨道,BC,在,B,处相连接,有一质量为1 kg滑块(大小不计),从,A,处由静止,开始受水平向右力,F,作用,F,大小随位移改变关系如图乙所表示,滑,块与,AB,间动摩擦因数为,=0.25,与,BC,间动摩擦因数未知,取,g,=10 m/,s,2,。求:,(1)滑块抵达,B,处时速度大小;,(2)滑块在水平轨道,AB,上运动前2 m过程所用时间;,(3)若抵达,B,点时撤去力,F,滑块沿半圆轨道内侧上滑,并恰好能抵达最高,点,C,则滑块在半圆轨道上克服摩擦力所做功是多少。,答案,(1)2,m/s(2),s(3)5 J,23/30,解析,(1)对滑块从,A,到,B,过程,由动能定理得,F,1,x,1,-,F,3,x,3,-,mgx,=,m,即20,2 J-10,1 J-0.25,1,10,4 J=,1 kg,得,v,B,=2,m/s。,(2)在前2 m内,有,F,1,-,mg,=,ma,且,x,1,=,a,解得,t,1,=,s。,(3)当滑块恰好能抵达最高点,C,时,应有,mg,=,m,对滑块从,B,到,C,过程,由动能定理得:,W,-,mg,2,R,=,m,-,m,解得,W,=-5 J,即克服摩擦力做功为5 J。,24/30,考点三用动能定理分析变力做功问题,动能定理实质是物体经过做功将动能和其它形式能量发生转,化关系。详细表达为物体两个状态间动能改变与协力做功量值,相等。应该说,动能定理是从能角度去分析物理问题,是一个更高层,次处理问题伎俩,我们应加强用能量观点解题意识。,【,情景素材教师备用,】,从,A,点到,B,点,人对绳拉力改变吗?,25/30,3-1全国中学生足球赛在足球广场开幕。比赛时,一学生用100 N力,将质量为0.5 kg足球以8 m/s初速度沿水平方向踢出20 m远,则该学,生对足球做功最少为,(),A.200 JB.16 JC.1 000 JD.2 000 J,答案,B忽略阻力,由动能定理得,学生对足球所做功等于足球动能,增加量,即,W,=,mv,2,-0=16 J,故B正确。,B,26/30,3-2如图所表示,一质量为,m,小球,用长为,l,轻绳悬挂于,O,点,小球在水,平拉力,F,作用下,从平衡位置,P,点很迟缓地移动到,Q,点,则力,F,所做功,为,(),A.,mgl,cos,B.,mgl,(1-cos,),C.,Fl,sin,D.,Fl,答案,B小球从,P,点移动到,Q,点过程中,受重力、绳子拉力和水平拉,力,F,由受力分析知:,F,=,mg,tan,随,增大,F,也增大,故,F,是变力,所以不,能直接用公式,W,=,Fl,cos,求解。从,P,迟缓拉到,Q,由动能定理得:,W,F,-,W,G,=0,(因为小球迟缓移动,速度可视为零),即,W,F,=,W,G,=,mgl,(1-cos,)。,B,27/30,3-3运动员驾驶摩托车所做腾跃特技演出是一个刺激性很强运,动项目。如图所表示,AB,是水平路面,BC,是半径为20 m圆弧,CDE,是一段,曲面。运动员驾驶功率一直为9 kW摩托车,先在,AB,段加速,经过4.3 s,到,B,点时抵达最大速度20 m/s,再经3 s时间经过坡面抵达,E,点时关闭,发动机水平飞出。已知人质量为60 kg、摩托车质量为120 kg,坡顶,高度,h,=5 m,落地点与,E,点水平距离,x,=16 m,重力加速度,g,=10 m/s,2,。设,摩托车在,AB,段所受阻力恒定,运动员及摩托车可看做质点。求:,(1),AB,段位移大小。,(2)摩托车过,B,点时对运动员支持力大小。,(3)摩托车在冲上坡顶过程中克服阻力做功。,28/30,答案,(1)6 m(2)1 800 N(3)30 960 J,29/30,解析,(1)到,B,点到达最大速度时牵引力,F,=,f,此时,P,=,Fv,B,由动能定理得,Pt,1,-,fx,AB,=,(,m,+,M,),解得,x,AB,=6 m,(2)在,B,点由牛顿第二定律得,F,N,-,mg,=,m,得,F,N,=1 800 N,(3)摩托车从坡顶飞出后做平抛运动,由平抛运动规律知,t,=,=1 s,则在,E,点速度,v,E,=,=16 m/s,从,B,到,E,过程由动能定理得,Pt,2,-,W,f,-(,m,+,M,),gh,=,(,m,+,M,),-,(,m,+,M,),解得,W,f,=30 960 J,30/30,
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