1、動能 動能定理專題要點(diǎn)一 動能的概念1.關(guān)于物體的動能,下列說法中正確的是 ( )A.物體速度變化,其動能一定變化B.物體所受的合外力不為零,其動能一定變化C.物體的動能變化,其運(yùn)動狀態(tài)一定發(fā)生改變D.物體的速度變化越大,其動能一定變化也越大要點(diǎn)二 動能定理2.人騎自行車下坡,坡長l=500 m,坡高h(yuǎn)=8 m,人和車總質(zhì)量為100 kg,下坡時初速度為4 m/s,人不踏車的情況下,到達(dá)坡底時車速為10 m/s,g取10 m/s2,則下坡過程中阻力所做的功為 ( )A.-4 000 J B.-3 800 J C.-5 000 J D.-4 200 J題型1 動能及動能的變化【例1】質(zhì)量為m=2

2、 kg的物體,在水平面上以v1=6 m/s的速度勻速向西運(yùn)動,若有一個F=8 N方向向北的恒力作用于物體,在t=2 s內(nèi)物體的動能增加了 ( )A.28 J B.64 J C.32 J D.36 J題型2 應(yīng)用動能定理的一般問題【例2】一輛車通過一根跨過定滑輪的輕繩PQ提升井中質(zhì)量為m的物體,如圖所示,繩的P端拴在車后的掛鉤上.設(shè)繩的總長不變,繩的質(zhì)量、定滑輪的質(zhì)量和尺寸、滑輪上的摩擦都忽略不計(jì).開始時,車在A點(diǎn),左右兩側(cè)繩都已繃緊并且是豎直的,左側(cè)繩長為H.提升時,車向左加速運(yùn)動,沿水平方向從A經(jīng)過B駛向C.設(shè)A到B的距離也為H,車過B點(diǎn)時速度為vB.求車由A移到B的過程中,繩Q端的拉力對物

3、體做的功是多少?題型3 情景建?！纠?】如圖所示,某滑板愛好者在離地h=1.8 m高的平臺上滑行,水平離開A點(diǎn)后落在水平地面的B點(diǎn),其水平位移l1=3 m,著地時由于存在能量損失,著地后速度變?yōu)関=4 m/s,并以此為初速度沿水平地面滑行l(wèi)2=8 m后停止.已知人與滑板的總質(zhì)量m=60 kg.求:(1)人與滑板在水平地面滑行時受到的平均阻力大小.(2)人與滑板離開平臺時的水平初速度.(空氣阻力忽略不計(jì),g取10 m/s2)要點(diǎn)一 用動能定理求變力的功1.劍橋大學(xué)物理學(xué)家海倫·杰爾斯基研究了各種自行車特技的物理學(xué)原理,并通過計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)探尋特技動作的極限,設(shè)計(jì)了一個令人驚嘆不已的高難

4、度動作“愛因斯坦空翻”,并在倫敦科學(xué)博物館由自行車特技運(yùn)動員(18歲的布萊士)成功完成.“愛因斯坦空翻”簡化模型如圖所示,質(zhì)量為m的自行車運(yùn)動員從B點(diǎn)由靜止出發(fā),經(jīng)BC圓弧,從C點(diǎn)豎直沖出,完成空翻,完成空翻的時間為t.由B到C的過程中,克服摩擦力做功為W,空氣阻力忽略不計(jì),重力加速度為g,試求:自行車運(yùn)動員從B到C至少做多少功?要點(diǎn)二 物體系統(tǒng)的動能定理問題2.如圖所示,有一光滑的T字形支架,在它的豎直桿上套有一個質(zhì)量為m1的物體A,用長為l的不可伸長的細(xì)繩將A懸掛在套于水平桿上的小環(huán)B下,B的質(zhì)量m2=m1=m.開始時A處于靜止?fàn)顟B(tài),細(xì)繩處于豎直狀態(tài).今用水平恒力F=3mg拉小環(huán)B,使A上

5、升.求當(dāng)拉至細(xì)繩與水平桿成37°時,A的速度為多大?要點(diǎn)三 動能定理分析復(fù)雜過程問題3.如圖所示,質(zhì)量m=1 kg的木塊靜止在高h(yuǎn)=1.2 m的平臺上,木塊與平臺間的動摩擦因數(shù)=0.2,用水平推力F=20 N,使木塊產(chǎn)生位移l1=3 m時撤去,木塊又滑行l(wèi)2=1 m時飛出平臺,求木塊落地時速度的大小?題型1 求變力功典例【例1】如圖所示,質(zhì)量為m的小球被系在輕繩的一端,以O(shè)為圓心在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動.運(yùn)動過程中,小球受到空氣阻力的作用.設(shè)某時刻小球通過圓周的最低點(diǎn)A,此時繩子的張力為7mg,此后小球繼續(xù)做圓周運(yùn)動,經(jīng)過半個圓周恰能通過最高點(diǎn)B,則在此過程中小球克服空氣阻力

6、所做的功是多少?題型2 物體系統(tǒng)動能定理問題典例【例2】如圖所示,跨過定滑輪的輕繩兩端的物體A和B的質(zhì)量分別為M和m,物體A在水平面上.A由靜止釋放,當(dāng)B沿豎直方向下落h時,測得A沿水平面運(yùn)動的速度為v,這時細(xì)繩與水平面的夾角為,試分析計(jì)算B下降h過程中,A克服地面摩擦力做的功.(滑輪的質(zhì)量和摩擦均不計(jì))題型3 動能定理在多物理過程中的應(yīng)用【例3】如圖所示, AB與CD為兩個對稱斜面,其上部都足夠長,下部分別與一個光滑的圓弧面的兩端相切,圓弧圓心角為120°,半徑R=2.0 m.一個質(zhì)量為2 kg的物體在離弧底E高度為h=3.0 m處,以初速度v0=4 m/s沿斜面運(yùn)動,物體與兩斜面

7、的動摩擦因數(shù)均為=0.2.求:物體在兩斜面上(不包括圓弧部分)一共能運(yùn)動多少路程?(g=10 m/s2)題型4 深挖隱含條件【例4】如圖所示,豎直平面內(nèi)放一直角桿AOB,桿的水平部分粗糙,動摩擦因數(shù)=0.2,桿的豎直部分光滑.兩部分各套有質(zhì)量均為1 kg的小球A和B,AB球間用細(xì)繩相連.此時A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài),已知:OA=3 m,OB=4 m.若A球在水平拉力F的作用下向右緩慢地移動 1 m(取g=10 m/s2),那么 (1)該過程中拉力F做功多少?(2)若用20 N的恒力拉A球向右移動1 m時,A的速度達(dá)到了2 m/s,則此過程中產(chǎn)生的內(nèi)能為多少?動能 動能定理專題訓(xùn)練1.物體在水平恒力

8、F作用下,由靜止開始沿光滑水平面運(yùn)動,經(jīng)過一段時間物體的速度增大到v,又經(jīng)過一段時間速度增大到2v,在這兩段時間內(nèi),力F對物體做功之比是 ( )A.11 B.12 C.13 D.142.質(zhì)量為1 kg的物體以某一初速度在水平面上滑行,由于摩擦阻力的作用,其動能隨位移變化的圖線如圖所示,g取10 m/s2,則以下說法中正確的是 ( )A.物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.5B.物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2C.物體滑行的總時間為4 sD.物體滑行的總時間為2.5 s3.如圖所示為皮帶傳輸機(jī)簡圖,其頂端為水平且高度為3 m.將質(zhì)量為50 kg的貨物輕輕放在皮帶傳輸機(jī)底端,運(yùn)動至頂端后拋至高度為2

9、.2 m的平板車上,落點(diǎn)與拋出點(diǎn)間的水平距離為0.8 m.求在輸送貨物期間皮帶對貨物做的功.(g=10 m/s2)4.如圖甲所示,在傾角為30°的足夠長光滑斜面AB前,有一粗糙水平面OA,OA長為4 m.有一質(zhì)量為m的滑塊,從O處由靜止開始受一水平向右的力F作用.F只在水平面上按圖乙所示的規(guī)律變化.滑塊與OA間的動摩擦因數(shù)=0.25,g取10 m/s2,試求: (1)滑塊到A處的速度大小.(2)不計(jì)滑塊在A處的速率變化,滑塊沖上斜面的長度是多少?5.靜止在粗糙水平面上的物塊A受方向始終水平向右、大小先后為F1、F2、F3的拉力作用做直線運(yùn)動,t=4 s時停下,其v-t圖象如圖所示,已

10、知物塊A與水平面間的動摩擦因數(shù)處處相同,下列判斷正確的是 ( )A.全過程中拉力做的功等于物塊克服摩擦力做的功B.全過程拉力做的功等于零C.一定有F1+F3=2F2D.有可能F1+F3>2F26.如圖所示,物體以100 J的初動能從斜面底端向上運(yùn)動,當(dāng)它通過斜面某一點(diǎn)M時,其動能減少80 J,機(jī)械能減少32 J,如果物體能從斜面上返回底端,則物體在運(yùn)動過程中的下列說法正確的是 ( )A.物體在M點(diǎn)的重力勢能為-48 J B.物體自M點(diǎn)起重力勢能再增加21 J到最高點(diǎn)C.物體在整個過程中摩擦力做的功為-80 JD.物體返回底端時的動能為30 J7.有一個豎直放置的圓形軌道,半徑為R,由左右

11、兩部分組成.如圖所示,右半部分AEB是光滑的,左半部分BFA是粗糙的.在軌道最低點(diǎn)A放一個質(zhì)量為m的小球,并給小球一個水平向右的初速度,使小球沿軌道恰好運(yùn)動到最高點(diǎn)B,小球從B點(diǎn)又能沿BFA軌道回到A點(diǎn),到達(dá)A點(diǎn)時對軌道的壓力為4mg.在求小球在A點(diǎn)的速度v0時,甲同學(xué)的解法是:由于小球恰好到達(dá)B點(diǎn),故在B點(diǎn)小球的速度為零,mv02=2mgR,所以:v0=2.在求小球從B點(diǎn)沿BFA回到A點(diǎn)的速度時,乙同學(xué)的解法是:由于回到A點(diǎn)時對軌道的壓力為4mg,故:4mg=m,所以:vA=2.你同意甲、乙兩位同學(xué)的解法嗎?如果同意請說明理由;若不同意,請指出他們的錯誤之處,并求出結(jié)果.根據(jù)題中所描繪的物理過程,求小球由B經(jīng)F回到A的過程中克服摩擦力所做的功.8.如圖所示,電動機(jī)帶動滾輪勻速轉(zhuǎn)動,在滾輪的作用下,將金屬桿從最底端A送往傾角=30°的足夠長斜面上部.滾輪中心B與斜面底部A的距離為L=6.5 m,當(dāng)金屬桿的下端運(yùn)動到B處時,滾輪提起,與桿脫離接觸.桿由于自身重力作用最終會返回斜面底部,與擋板相撞后,立即靜止不動.此時滾輪再次壓緊桿,又將金屬桿從最底端送往斜面上部,如此周而復(fù)