2022年高考物理大一轮总复习(江苏专版-)讲练-第五章-机械能及其守恒定律22.docx

学案22 动能和动能定理一、概念规律题组1在光滑的水平面上，用水平拉力分别使两物体由静止获得相同的动能，那么，可以确定的是()A两次水平拉力确定相等B两物体质量确定相等C两物体速度变化确定相等D水平拉力对两物体做的功确定相等2质量不同而具有相同动能的两个物体，在动摩擦因数相同的水平面上滑行到停止，则下列说法错误的是()A质量大的滑行的距离大B质量大的滑行的时间短C它们克服阻力做的功一样大D它们运动的加速度一样大3质量为m的物体静止在粗糙的水平地面上，若物体受水平力F的作用从静止起通过位移l时的动能为Ek1，当物体受水平力2F作用，从静止开头通过相同位移l，它的动能为Ek2，则()AEk2Ek1 BEk22Ek1CEk22Ek1 DEk1Ek20表示动能增加；(2)EkmvmvBWmvmvCWmvmvD由于F的方向未知，W无法求出3(2011江门模拟)起重机将物体由静止举高h时，物体的速度为v，下列各种说法中正确的是(不计空气阻力)()A拉力对物体所做的功，等于物体动能和势能的增量B拉力对物体所做的功，等于物体动能的增量C拉力对物体所做的功，等于物体势能的增量D物体克服重力所做的功，大于物体势能的增量图104如图10所示，质量为M、长度为L的木板静止在光滑的水平面上，质量为m的小物体(可视为质点)放在木板上最左端，现用一水平恒力F作用在小物体上，使物体从静止开头做匀加速直线运动已知物体和木板之间的滑动摩擦力为Ff.当物体滑到木板的最右端时，木板运动的距离为x，则在此过程中()A物体到达木板最右端时具有的动能为(FFf)（L+x）B物体到达木板最右端时，木板具有的动能为FfxC物体克服摩擦力所做的功为FfLD物体和木板增加的机械能为Fx5(2010.天星调研)如图11所示，图11质量为m的物块在水平恒力F的推动下，从山坡(粗糙)底部的A处由静止起运动至高为h的坡顶B处，获得的速度为v，AB之间的水平距离为x，重力加速度为g.下列说法不正确的是()A物块克服重力所做的功是mghB合外力对物块做的功是mv2C推力对物块做的功是mv2mghD阻力对物块做的功是mv2mghFx6.(2011东北三校联合模拟)如图12所示，图12长为L的长木板水平放置，在木板的A端放置一个质量为m的小物块现缓慢地抬高A端，使木板以左端为轴转动，当木板转到与水平面的夹角为时小物块开头滑动，此时停止转动木板，小物块滑到底端的速度为v，则在整个过程中()A.支持力对物块做功为0B.持力对小物块做功为mgLsin C.摩擦力对小物块做功为mgLsin D.滑动摩擦力对小物块做功为mv2mgLsin 【力气提升】图137(2011南京模拟)如图13所示，小木块可以分别从固定斜面的顶端沿左边或右边由静止开头滑下，且滑到水平面上的A点或B点停下假定小木块和斜面及水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平面平缓连接，图中水平面上的O点位于斜面顶点正下方，则()A距离OA小于OB B距离OA大于OBC距离OA等于OB D无法作出明确推断图148(2011南昌高三月考)如图14所示，一个质量为m的圆环套在一根固定的水平直杆上，环与杆的动摩擦因数为，现给环一个向右的初速度v0，假如在运动过程中还受到一个方向始终竖直向上的力F的作用，已知力F的大小Fkv(k为常数，v为环的运动速度)，则环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功(假设杆足够长)不行能为()A.mv B0C.mv D.mv题号12345678答案9.(2010广东潮州期末)如图15所示，某人乘雪橇从雪坡经A点滑至B点，接着沿水平路面滑至C点停止，人与雪橇的总质量为70 kg.表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据，请依据图表中的数据解决下列问题图15位置ABC速度(m/s)2.012.00时刻(s)0410(1)人与雪橇从A到B的过程中，损失的机械能为多少？(2)设人与雪橇在BC段所受阻力恒定，求阻力大小(g取10 m/s2)(3)人与雪橇从B到C的过程中运动的距离图1610(2011北京西城抽样测试)如图16所示，轨道ABC被竖直地固定在水平桌面上，A距离水平地面高H0.75 m，C距离水平地面高h0.45 m一质量m0.10 kg的小物块自A点从静止开头下滑，从C点以水平速度飞出后落在水平地面上的D点现测得C、D两点的水平距离为l0.60 m不计空气阻力，取g10 m/s2.求：(1)小物块从C点运动到D点经受的时间；(2)小物块从C点飞出时速度的大小；(3)小物块从A点运动到C点的过程中克服摩擦力做的功学案22动能和动能定理【课前双基回扣】1D由Flmv2知两次拉力做的功相等2BCD因ag，Ekmv2，质量大的物体，初速度小，t，故B对，又mgxEk，质量大，位移小3CFlflEk1,2FlflEk2 即2Fl2flflEk2 2Ek1flEk2，故Ek22Ek14CW1Wf1mv20. W2Wf2m(2v)2mv2 又v22ax1，Wf1Fx1(2v)2v22ax2，Wf2Fx2 由以上各式得W1W213.5B由AB：Wfmgh0mv 由BA：mghWfmv 解得vA.6D在轨道半径减小的过程中，依据向心力公式和动能定理得 Fm，8Fm，Wmvmv， 则拉力做功：W1.5FR，故应选D.思维提升1动能是标量，只有大小，没有方向Ekmv2对应物体的瞬时速度，动能是状态量，只与运动物体的质量及速率有关，而与其运动方向无关，物体运动速度的方向发生变化时，动能不变动能的变化EkEkEk，没有方向，是一个标量的代数运算2动能定理的理解及应用要点：(1)动能定理既适用于恒力作用过程，也适用于变力作用过程(2)动能定理既适用于物体做直线运动的状况，也适用于物体做曲线运动的状况(3)动能定理的争辩对象既可以是单个物体，也可以是几个物体所组成的一个系统(4)动能定理的争辩过程既可以是针对运动过程中的某个具体过程，也可以是针对运动的全过程对全程列式时，关键是分清整个过程哪些力做功，且各个力做功应与位移对应，并确定初、末状态的动能(5)动能定理的计算式为标量式，v为相对同一参考系的速度(6)在WEk2Ek1中，W为物体所受全部外力对物体所做功的代数和，正功取正值计算，负功取负值计算；Ek2Ek1为动能的增量，即为末状态的动能与初状态的动能之差，而与物体运动过程无关【核心考点突破】例1 8 m/s解析解法一取木块为争辩对象其运动分三个过程，先匀加速运动l1，后匀减速运动l2，再做平抛运动，对每一个过程，分别列动能定理得Fl1mgl1mvmgl2mvmvmghmvmv解得v38 m/s解法二对全过程由动能定理得Fl1mg(l1l2)mghmv20代入数据得v8 m/s规范思维利用动能定理解题的思路可概括为八个字：“一个过程两个状态”“一个过程”即要分析过程中力及力做功的正负；“两个状态”是对应这个过程的初、末状态的动能，而这个过程则可以是单个过程，也可以是多个过程例2 (1) (2) (3)mgL解析(1)小球恰能到达最高点B，有mgm，得vB .(2)从AB由动能定理得mg(L)mvmv 可求出v0 (3)在小球从A到B的过程中由动能定理得mg(L)Wfmvmv可求出WfmgL.规范思维用动能定理求解变力做功的留意要点：(1)分析物体受力状况，确定哪些力是恒力，哪些力是变力假如是恒力，写出恒力功的表达式，假如是变力，用相应功的符号表示出变力的功(2)分析物体运动的初末状态，求出动能的变化量(3)运用动能定理列式求解例3 (1)2 J(2)35 N(3)2.77 m解析(1)小球从初始位置到达缝隙P的过程中，由动能定理有mg(H3R)WFmv20代入数据得WF2 J.(2)设小球到达最高点N时的速度为vN，对由PN过程由动能定理得mg4Rmvmv2在最高点N时，依据牛顿其次定律有FNmgm 联立解得FNmmg35 N所以小球在最高点N时对轨道的作用力为35 N.(3)小球从初始位置到达C点的过程中，由动能定理有mg(HR)WFmv0解得vC4 m/s小球从C点离开“9”管道之后做平抛运动，竖直方向2Rgt2，解得t0.4 s水平方向DEvCt2.77 m所以平抛运动的水平位移为2.77 m.规范思维当物体的运动是由几个物理过程所组成，又不需要争辩过程的中间状态时，可以把几个物理过程看做一个整体进行争辩例4 (1)(2)(32cos )mg (3)R解析(1)摩擦力对物体始终做负功，故物体最终在圆心角为2的圆弧上做往复运动设物体在AB轨道上通过的总路程为x，则全程应用动能定理得：mgRcos mgcos x0 解得：x(2)最终当物体通过圆弧最低点E时，设速度为vE，在E点：FNmg从BE由动能定理得：mgR(1cos )mv两式联立，得：FN(32cos )mg由牛顿第三定律得物体对轨道的压力为(32cos )mg(3)若物体刚好到D点，设速度为vD，则mg对全过程由动能定理得mgLsin mgcos LmgR(1cos )mv联立，得LR规范思维解答此题应留意重力做功只与高度差有关系，而滑动摩擦力做功与路程有关；应用动能定理解题时，要机敏选取运动过程针对训练1证明见解析解析在运动过程中木块受重力、摩擦力做功重力做功：WGmghmgLsin 48 J设木块匀加速运动时加速度为a，则有Lat2对木块受力分析由牛顿其次定律得F合mgsin Ffma联立以上两式得Ff8 N摩擦力做功：WfFfL32 J合力做功或外力对木块做的总功WWGWf16 J动能的变化Ekmv2m(at)216 J所以，合力做功或外力对木块做的总功等于动能的变化(增加)2mglsin 【课时效果检测】1BD2.B3.A4.AB5.ABD6.BD7.C8C当Fmg时，环匀速运动，摩擦力为零，克服摩擦力所做的功W0当Fmg时，竖直方向FmgFN，水平方向FfFN环做减速运动，速度减小，由Fkv知，F减小，当Fmg后环匀速，此时Fmgkv所以v Wmvmv2mv当Fmg时，FFNmg，v减小，FN变大，摩擦力Ff变大，环最终减速为零所以，由动能定理知，环克服摩擦力做功Wmv选项A、B、D可能，C不行能9(1)9 100 J(2)140 N(3)36 m解析(1)从A到B的过程中，人与雪橇损失的机械能为Emghmvmv(701020702.027012.02) J9 100 J(2)人与雪橇在BC段做匀减速运动的加速度a m/s22 m/s2依据牛顿其次定律Ffma70(2) N140 N，负号表示阻力的方向与运动方向相反(3)设B、C间的距离为x，对人与雪橇，由动能定理得Ffx0mv代入数据解得x36 m10(1)0.3 s(2)2.0 m/s(3)0.1 J解析(1)小物块从C水平飞出后做平抛运动，由hgt2得小物块从C到D运动的时间t 0.3 s(2)从C点飞出时速度的大小v2.0 m/s(3)小物块从A运动到C的过程中，依据动能定理得mg(Hh)Wfmv20摩擦力做功Wfmv2mg(Hh)0.1 J此过程中克服摩擦力做的功WfWf0.1 J.易错点评1动能定理中的功是合外力的总功；不是某一个力或几个力的功2应用动能定理时，不必考虑势能的变化特殊是有重力做功、弹力做功、电场力做功时，将这此力的功计入总功内，而不必考虑重力势能、弹性势能和电势能3动能定理的表达式为标量式，不能在某一方向上列动能定理方程