2022届高考物理一轮复习-第六章-机械能守恒-第四节-动能和动能定理学案-新人教版.doc

2022届高考物理一轮复习 第六章 机械能守恒 第四节 动能和动能定理学案 新人教版2022届高考物理一轮复习 第六章 机械能守恒 第四节 动能和动能定理学案 新人教版年级：姓名：- 12 -第四节动能和动能定理1物体由于运动而具有的能量，称为动能。单位是焦耳(J)，常用EK表示。2如果一个物体质量为m，速度为v，则这个物体的动能表达式为EKm2。3动能定理：合外力对物体所做的总功等于物体动能的增量。当做正功时物体动能增加，做负功时物体动能减少，做功为零时动能不变。例质量为4t的汽车，以恒定功率沿平直公路行驶，在一段时间内前进了100 m，其速度从36 km/h增加到54 km/h。若车受到的阻力恒定，且阻力因数为0.02，求这段时间内汽车所做的功。(g10 m/s2)解：由动能定理，可得WWfmvmv 又WfFfskmgs其中v136 km/h10 m/s，v254 km/h15 m/s，k0.02，s100 m解得Wm(vv)kmgs4103(152102) J0.02410310100 J3.3105 J例1一轻弹簧左端固定在墙壁上，右端自由，一质量为m的滑块从距弹簧右端L0的P点以初速度v0正对弹簧运动，如图所示，滑块与水平面的动摩擦因数为，在与弹簧碰后又反弹回来，最终停在距P点为L1的Q点，求在滑块与弹簧的碰撞过程中弹簧的最大压缩量。【解析】 设弹簧最大压缩量为x，在滑块向左运动的过程中，由动能定理可得：mg(xL0)W弹0mv在滑块返回的过程中，由动能定理得W弹mg(xL0L1)0解得xL0【答案】 L0例2如图所示是公路上的“避险车道”，车道表面是粗糙的碎石，其作用是供下坡的汽车在刹车失灵的情况下避险。质量m2.0103 kg的汽车沿下坡行驶，当驾驶员发现刹车失灵的同时发动机失去动力，此时速度表示数v136 km/h，汽车继续沿下坡匀加速直行l350 m、下降高度h50 m时到达“避险车道”，此时速度表示数v272 km/h。(g10 m/s2)(1)求从发现刹车失灵至到达“避险车道”这一过程汽车动能的变化量；(2)求汽车在下坡过程中所受的阻力；(3)若“避险车道”与水平面间的夹角为17，汽车在“避险车道”受到的阻力是在下坡公路上的3倍，求汽车在“避险车道”上运动的最大位移。( sin 170.3)【解析】 (1)由Ekmvmv得Ek3.0105 J(2)由动能定理有mghFflmvmv得Ff2.0103 N(3)设汽车在“避险车道”上运动的最大位移是x，由动能定理有(mg sin 173Ff)x0mv得x33.3 m。【答案】(1)3.0105 J(2)2.0103 N(3)33.3 m1一个物体以初速度v竖直向上抛出，它落回原处时的速度为，设运动过程中阻力大小保持不变，则重力与阻力之比为()A53B43 C21D112物体A和B质量相等，A置于光滑的水平面上，B置于粗糙水平面上，开始时都处于静止状态，在相同的水平力F作用下移动相同的位移，则()A力F对A做功较多，A的动能较大B力F对B做功较多，B的动能较大C力F对A和B做功相同，A和B的动能相同D力F对A和B做功相同，但A的动能较大3如图所示，ABCD是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧，BC是水平的，其距离d0.50 m。盆边缘的高度h0.30 m。在A处放一个质量为m的小物块并让其从静止开始下滑。已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数0.10。小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停的地点到B的距离为 ()A0.50 m B0.25 mC0.10 m D04(多选)某人通过光滑滑轮将质量为m的体，沿光滑斜面由静止开始匀加速地由底端拉上斜面，物体上升的高度为h，到达斜面顶端的速度为v，如图所示。则在此过程中()A物体所受的合力做功为mghmv2B物体所受的合力做功为mv2C人对物体做的功为mghD人对物体做的功大于mgh5取水平地面为重力势能零点。一物块从某一高度水平抛出，在抛出点其动能与重力势能恰好相等。不计空气阻力，该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为()A. B. C. D.6(多选)某人用力将一质量为m的物体从离地面高为h的地方竖直上抛，上升的最大高度为H(相对于抛出点)，设抛出时初速度为v0，落地时速度为vt，那么此人在抛出物体过程中对物体所做功为()AmgH BmghC.mvmgh D.mv7(多选)如图甲、乙、丙所示，质量均为m的小球从倾角分别为1、2、3，但高度相同的光滑斜面顶端由静止开始下滑，若已知123，则当它们到达斜面底端时，以下分析中正确的是()A小球从开始下滑到滑至底端的过程中，重力所做的功相同B小球的速度相同C小球的机械能相同D小球重力做功的瞬时功率相同8如图所示，与水平面夹角60的斜面和半径R0.4 m的光滑圆轨道相切于B点，且固定于竖直平面内。滑块(可视为质点)从斜面上的A点由静止释放，经B点后沿圆轨道运动，通过最高点C时轨道对滑块的弹力为零。已知滑块与斜面间动摩擦因数，g取10 m/s2，求：(1)滑块在C点的速度大小vC；(2)滑块在B点的速度大小vB；(3)A、B两点间的高度差h。1(多选)一个质量为1 kg的物体被人用手由静止向上提升1 m，这时物体的速度是2 m/s，则下列说法中正确的是(g取10 m/s2)()A手对物体做功12 JB合外力对物体做功2 JC合外力对物体做功10 JD物体克服重力做功10 J2两个材料相同的物体，甲的质量大于乙的质量，以相同的初动能在同一水平面上滑动，最后都静止，它们滑行的距离是()A乙大 B甲大C一样大 D无法比较3一物体质量为2 kg，以4 m/s的速度在光滑水平面上向左滑行。从某时刻起作用一向右的水平力，经过一段时间后，滑块的速度方向变为水平向右，大小为4 m/s，在这段时间内，水平力做功为()A0 B8 J C16 J D32 J4(多选)一物体自t0时开始做直线运动，其速度图线如图所示。下列选项正确的是()A在06 s内，物体离出发点最远为30 mB在06 s内，物体经过的路程为40 mC在04 s内，物体的平均速率为7.5 m/sD56 s内，物体所受的合外力做负功5(多选)在平直公路上，汽车由静止开始做匀加速直线运动，当速度达到vmax后，立即关闭发动机直至静止，vt图象如图所示，设汽车的牵引力为F，受到的摩擦力为Ff，全程中牵引力做功为W1，克服摩擦力做功为W2，则()AFFf13 BW1W211CFFf41 DW1W2136一子弹以水平速度v射入一块固定的木块中，射入深度为s，设子弹在木块中受到的阻力是恒定的，那么当子弹以的速度水平射入此木块中时，射入的深度为()As B. C. D. 7(多选)一物体在外力的作用下从静止开始做直线运动，合外力方向不变，大小随时间的变化如右图所示。设该物体在t0和2t0时刻相对于出发点的位移分别是x1和x2，速度分别是v1和v2，合外力从开始至t0时刻做的功是W1，从t0至2t0时刻做的功是W2，则()Ax25x1v23v1 Bx19x2v25v1Cx25x1W28W1 Dv23v1W29W18如图，一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径POQ水平。一质量为m的质点自P点上方高度R处由静止开始下落，恰好从P点进入轨道。质点滑到轨道最低点N时，对轨道的压力为4mg，g为重力加速度的大小。用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功。则()AWmgR，质点恰好可以到达Q点BWmgR，质点不能到达Q点CWmgR，质点到达Q点后，继续上升一段距离DWmgR，质点到达Q点后，继续上升一段距离9如图所示，倾角37，质量M5 kg的粗糙斜面位于水平地面上，质量m2 kg的木块置于斜面顶端，从静止开始匀加速下滑，经t2 s到达底端，运动路程L4 m，在此过程中斜面保持静止( sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2)，求：(1)地面对斜面的摩擦力大小与方向；(2)地面对斜面的支持力大小；(3)通过计算证明木块在此过程中满足动能定理。10质量为m的物体以速度v0竖直向上抛出，物体落回到地面时，速度大小为v0(设物体在运动过程中所受空气阻力大小不变)，求：(1)物体运动过程中所受空气阻力的大小；(2)物体以初速度2v0竖直上抛时最大高度；(3)若物体落地时碰撞过程中无能量损失，求物体运动的总路程。11如图所示为一遥控电动赛车(可视为质点)和它的运动轨道示意图。假设在某次演示中，赛车从A位置由静止开始运动，经2 s后关闭电动机，赛车继续前进至B点后水平飞出，赛车能从C点无碰撞地进入竖直平面内的圆形光滑轨道，D点和E点分别为圆形轨道的最高点和最低点已知赛车在水平轨道AB段运动时受到的恒定阻力为0.4 N，赛车质量为0.4 kg，通电时赛车电动机的输出功率恒为2 W，B、C两点间高度差为0.45 m，C与圆心O的连线和竖直方向的夹角37，空气阻力忽略不计，g10 m/s2， sin 370.6，cos 370.8，求：(1)赛车通过C点时的速度大小；(2)赛道AB的长度；(3)要使赛车能通过圆轨道最高点D后回到水平赛道EG，其半径需要满足什么条件。第四节动能和动能定理课堂练习1A2.D3.D4.BD5.B6.ACD7.AC8【答案】(1)2 m/s(2)4 m/s(3) m【解析】(1)通过最高点C时轨道对滑块的弹力为零，对滑块，在C点由牛顿第二定律可得：mgm，所以vC m/s2 m/s；(2)滑块在光滑圆轨道上运动时机械能守恒，故有：mvmvmgR(1cos 60)解得：vB4 m/s；(3)滑块从A到B只有重力、摩擦力做功，由动能定理可得：mghmgcos 60mv解得：h m。课后练习1ABD2.A3.A4.BC5.BC6.D7.AC8.C9【答案】(1)f3.2 N，方向向左(2)67.6 N(3)合外力做功等于动能的变化量等于16 J，满足动能定理【解析】(1)滑块由静止开始匀加速下滑， 由sLat2得a2 m/s2 对木块受力分析，如图1所示：则：mgsin f1mamgcos N10对斜面受力分析，如图2所示：则： f2N1sin f1cos 联立以上三式可得： f23.2 N, 方向向左即地面对斜面的摩擦力大小为3.2 N，方向向左。(2)地面对斜面的支持力N则： NMgN1cos f1sin 解得：N67.6 N。(3)木块在下滑过程中，沿斜面方向的合力及该合力所做的功为：Fmgsin f1WFL16 J木块末速度vat4 m/s木块动能的增量Ekmv216 J由此可知木块下滑过程中WEk，即满足动能定理。10【答案】(1)mg(2)H，s【解析】(1)上升阶段：mghfh0mv，下降阶段：mghfhm(v0)20，得 fmg。(2)设上升最大高度为H，mgHfH0m(2v0)2，得H。(3)设总路程为S，全过程位移为0，所以重力做功为0，由动能定理：fs0m(2v0)2，得s。11【答案】(1)5 m/s(2)2 m(3)0R m【解析】(1)赛车在BC间做平抛运动，则竖直方向vy3 m/s。由图可知：vC5 m/s(2)赛车在B点的速度v0vCcos 374 m/s则根据动能定理：PtFflABmv0，得lAB2 m。(3)当赛车恰好通过最高点D时，有：mgm从C到D，由动能定理：mgR(1cos 37)mvmv，解得R m，所以轨道半径需满足0R m(可以不写0)。