高考物理复习专题五机械能第2讲动能动能定理市赛课公开课一等奖省名师优质课获奖PPT课件.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,*,第,2,讲,动能、动能定理,1/45,一、动能,1概念：物体因为_而含有能叫动能,2公式：,E,k,_.,3单位：焦耳，1 J1_.,4性质：动能是标量，是状态量，与,v,瞬时,对应，含有相对,性，大小与参考系选择_,6动能相对性,因为速度含有相对性，则动能也含有 _，普通以,_为参考系,运动,kgm,2,s,2,相关,相对性,地面,2/45,二、动能定理,1内容：合外力对物体所做功等于物体_改变,量,3注意事项,(1)合外力功，是指物体所受全部力在某一过程中所做,功代数和,(2)位移和速度必须相对于同一个参考系，普通以地面为参,考系,动能,3/45,4功与动能关系,(1),W,0，物体动能_,(2),W,0，物体动能_,(3),W,0，物体动能_,增加,降低,不变,5适用条件,曲线运动,变力做功,(1)动能定理既适合用于直线运动，也适合用于_,(2)既适合用于恒力做功，也适合用于_,(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,4/45,【基础检测】,1一个质量为 0.3 kg 弹性小球，在光滑水平面上以 6 m/s速度垂直撞到墙上，碰撞后小球沿相反方向运动，反弹后,速度大小与碰撞前相同,，则碰撞前后小球速度改变量大小,v,和碰撞过程中小球动能改变量,E,k,为(,),A,v,0,C,E,k,1.8 J,B,v,12 m/s,D,E,k,10.8 J,解析：,取初速度方向为正方向，则,v,|(66)m/s|12,m/s，因为速度大小没变，动能不变，故动能改变量为 0，故只,有选项 B 正确,答案：,B,5/45,2(,多项选择,)关于,动能定理表示式,W,E,k2,E,k1,，以下说法,正确是(,),A公式中,W,为不包含重力其它力做总功,B公式中,W,为包含重力在内全部力做功，也可通,过以下两种方式计算：先求每个力功再求功代数和或先求,合外力再求合外力功,C公式中,E,k2,E,k1,为动能增量，当,W,0 时动能增加，,当,W,0 时，动能降低,D动能定理适合用于直线运动，但不适合用于曲线运动，适,用于恒力做功，但不适合用于变力做功,答案：,BC,6/45,考点 1,对动能定理了解,重点归纳,1对,“,外力,”,两点了解,(1,)“外力”指,是协力，重力、弹力、摩擦力、电场力、,磁场力或其它力，它们能够同时作用，也能够不一样时作用,(2)既能够是恒力，也能够是变力,7/45,2“”表达二个关系,3高中阶段动能定理中位移和速度必须相对于同一个参,考系，普通以地面或相对地面静止物体为参考系,8/45,【考题题组】,1(,年四川卷,),韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺,冠运动员他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿,“,助滑,区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功 1900 J，他,),克服阻力做功 100 J韩晓鹏在此过程中(,A动能增加了 1900 J,B动能增加了 J,C重力势能减小了 1900 J,D重力势能减小了 J,答案：,C,9/45,考点2,动能定理利用,重点归纳,1动能定理中包括物理量有,F,、,s,、,m,、,v,、,W,、,E,k,等，,在包括含有上述物理量问题时，能够考虑使用动能定理动,能定理只需考虑过程中力做功情况和初、末状态动能，无,需考虑运动状态细节，所以利用动能定了解题，往往比用牛,顿运动定律要简便求解变力做功、曲线运动等问题时，应优,先考虑用动能定理,10/45,2动能定理是依据力在过程中做了多少功，造成动能改变,了多少来列方程，所以利用动能定理时要注意选定运动过程,3应用动能定了解题基本步骤,11/45,【考题题组】,2(,多项选择，,年新课标,卷,),如图,5-2-1,所表示，一固定容,器内壁是半径为,R,半球面；在半球面水平直径一端有一,质量为,m,质点,P,.它在容器内壁由静止下滑到最低点过程,中，克服摩擦力做功为,W,.重力加速度大小为,g,.设质点,P,在最,低点时，向心加速度大小为,a,，容器对它支持力大小为,N,，,则(,),12/45,图 5-2-1,A,a,2,(,mgR,W,),mR,B,a,2,mgR,W,mR,C,N,3,mgR,2,W,R,D,N,2,(,mgR,W,),R,答案：,AC,13/45,3(,年天津卷,),我国将于,20,22 年举行冬奥会，跳台滑,雪是其中最具观赏性项目之一如图5-2-2 所表示，质量,m,60,kg 运动员从长直助滑道,AB,A,处由静止开始以加速度,a,3.6 m/s,2,匀加速滑下，抵达助滑道末端,B,时速度,v,B,24 m/s，,A,与,B,竖直高度差,H,48 m为了改变运动员运动方向，在,助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接，其中最低点,C,处附,近是一段以,O,为圆心圆弧助滑道末端,B,与滑道最低点,C,高度差,h,5 m，运动员在,B,、,C,间运动时阻力做功,W,1530 J，,g,取 10 m/s,2,.,14/45,(1)求运动员在,AB,段下滑时受到阻力,F,f,大小,(2)若运动员能够承受最大压力为其所受重力 6 倍，则,C,点所在圆弧半径,R,最少应为多大？,图 5-2-2,15/45,16/45,考点3,动能定理与图象综合问题,1力学中图象所围“面积”意义,(1),v,-,t,图：由公式,x,v,t,可知，,v,-,t,图线与坐标轴围成面积,表示物体位移,(2),a,-,t,图：由公式,v,at,可知，,a,-,t,图线与坐标轴围成面,积表示物体速度改变量,(3),F,-,x,图：由公式,W,Fx,可知，,F,-,x,图线与坐标轴围成,面积表示力所做功,(4),P,-,t,图：由公式,W,Pt,可知，,P,-,t,图线与坐标轴围成面,积表示力所做功,17/45,2处理物理图象问题基本步骤,18/45,【考题题组】,4(,年安徽合肥一模,),A,、,B,两物体分别在水平恒力,F,1,和,F,2,作用下沿水平面运动，先后撤去,F,1,、,F,2,后，两物体最终,停下，它们,v,-,t,图象如图 5-2-3 所表示已知两物体与水平面间,滑动摩擦力大小相等则以下说法正确是(,A,F,1,、,F,2,大小之比为 12B,F,1,、,F,2,对,A,、,B,做功之比为 12,C,A,、,B,质量之比为 21,),图 5-2-3,D全过程中,A,、,B,克服摩擦力做功之比为 21,19/45,20/45,5(,年江西九江质检,),打桩机是利用冲击力将桩贯入地,层桩工机械某同学对打桩机工作原理产生了兴趣他构,建了一个打桩机简易模型，如图 5-2-4 甲所表示他构想，用,恒定大小拉力,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,1 kg，上升了 1 m 高度时撤去拉力，撤去拉力,前物体动能,E,k,与上升高度,h,关系图象如图乙所表示(,g,取,10 m/s,2,，不计空气阻力),21/45,(1)求物体上升到 0.4 m 高度处,F,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 20 J 动能向下运动钉子总长为 10 cm.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阻力,F,f,与,深度,x,关系图象如图丙所表示，求钉子能够插入最大深度,甲,丙,乙,图,5-2,-4,22/45,23/45,模型,利用动能定理巧解往复运动问题,在一些物体运动中，其运动过程含有重复性、往返性，,而在这一过程中，描述物体物理量多数是改变而重复,次数又往往是无法确定或者是无限性，求解这类问题时若运,用牛顿运动定律及运动学公式将非常繁琐，甚至无法解出由,于动能定理只关心物体初、末状态而不计运动过程细节，,所以用动能定理分析这类问题可使解题过程简化,24/45,例,3,：,(20,16,年四川成都高三检测,),如图,5-2-5,所表示，斜面,倾角为,，质量为,m,滑块距挡板,P,距离为,x,0,，滑块以初速,度,v,0,沿斜面上滑，滑块与斜面间动摩擦因数为,，滑块所受,摩擦力小于重力沿斜面向下分力若滑块每次,与挡板相碰均,),无机械能损失，滑块经过总旅程是(,25/45,图 5-2-5,26/45,27/45,备考策略：,(1)应用动能定,理求解往复运动问题时，要确定,物体初状态和最终状态,(2)重力做功与物体运动路径无关，可用,W,G,mgh,直接求,解,(3)滑动摩擦力做功与物体运动路径相关，其功大小可用,W,f,F,f,s,求解，其中,s,为物体相对滑行旅程,28/45,【触类旁通】,1滑板运动是极限运动鼻祖，许多极限运动项目均由滑,板项目延伸而来如图5-2-6所表示是滑板运动轨道，,BC,和,DE,是两段光滑圆弧形轨道，,BC,段圆心为,O,点，圆心角为60，,半径,OC,与水平轨道,CD,垂直，水平轨道,CD,段粗糙且长 8 m,一运动员从轨道上,A,点以 3 m/s 速度水平滑出，在,B,点刚,好沿轨道切线方向滑入圆弧轨道,BC,，经,CD,轨道后冲上,DE,轨道，抵达,E,点时速度减为零，然后返回已知运动员和滑板,总质量为60 kg，,B,、,E,两点与水平面,CD,竖直高度分别为,h,和,H,，且,h,2 m，,H,2.8 m，,g,取10 m/s,2,.求：,29/45,(1)运动员从,A,运动抵达,B,点时速度大小,v,B,.,(2)轨道,CD,段动摩擦因数,.,(3)经过计算说明，第一次返回时，运动员能否回到,B,点？,如能，请求出回到,B,点时速度大小；如不能，则最,后停在何,处？,图 5-2-6,30/45,31/45,设运动员从,B,点运动到停顿，在,CD,段总旅程为,s,，由动,能定理可得,代入数据解得,s,30.4 m,因为,s,3,s,CD,6.4 m，所以运动员最终停在,D,点左侧 6.4 m,处，或,C,点右侧 1.6 m 处,32/45,方法,动能定理处理多运动过程问题,1因为多过程问题受力情况、运动情况比较复杂，从动,力学角度分析多过程问题往往比较复杂，不过，用动能定理,分析问题，是从总体上把握其运动状态改变，并不需要从细,节上了解所以，动能定理优越性就显著地表现出来了，分,析力作用是看力做功，也只需把全部力做功累加起来,即可,33/45,2利用动能定理处理问题时，有两种思绪：一个是全过程,列式，另一个是分段列式,3全过程列式时，包括重力、弹簧弹力、大小恒定阻力,或摩擦力做功时，要注意利用它们功效特点：,(1)重力做功取决于物体初、末位置，与路径无关；,(2)大小恒定阻力或摩擦力做功等于力大小与旅程,乘积,(3)弹簧弹力做功与路径无关,34/45,例,2,：,如图,5-2-7 所表示，用一块长,L,1,1.0 m 木板在墙和,桌面间架设斜面，桌子高,H,0.8 m，长,L,2,1.5 m斜面与水平,桌面倾角,可在060间调整后固定将质量,m,0.2 kg 小,物块从斜面顶端静止释放，物块与斜面间动摩擦因数,1,0.05，物块与桌面间动摩擦因数为,2,，忽略物块在斜面与桌面,交接处能量损失(重力加速度取,g,10 m/s,2,；最大静摩擦力,等于滑动摩擦力),35/45,(1)求,角增大到多少时，物块能从斜面开始下滑(用正切,值表示),(2)当,角增大到 37时，物块恰能停在桌面,边缘，求物块,与桌面间动摩擦因数,2,.(已知 sin 370.6，cos 370.8),(3)继续增大,角，发觉,53时物块落地点与墙面距离,最,大，求此最大距离,x,m,.,图 5-2-7,36/45,37/45,38/45,39/45,图 5-2-8,40/45,41/45,42/45,(3)设改变后,P,质量为,m,1,，,D,点与,G,点水平距离为,x,1,和竖直距离为,y,1,，,37.由几何关系(如图 D30 所表示)得,图 D30,43/45,44/45,45/45,