1、廣東省汕頭市澄海中學(xué)高三物理復(fù)習(xí)第5章 學(xué)案22 動能和動能定理一、概念規(guī)律題組1在光滑的水平面上，用水平拉力分別使兩物體由靜止獲得相同的動能，那么，可以肯定的是()A兩次水平拉力一定相等B兩物體質(zhì)量肯定相等C兩物體速度變化一定相等D水平拉力對兩物體做的功一定相等2質(zhì)量不同而具有相同動能的兩個物體，在動摩擦因數(shù)相同的水平面上滑行到停止，則下列說法錯誤的是()A質(zhì)量大的滑行的距離大B質(zhì)量大的滑行的時間短C它們克服阻力做的功一樣大D它們運動的加速度一樣大3質(zhì)量為m的物體靜止在粗糙的水平地面上，若物體受水平力F的作用從靜止起通過位移l時的動能為Ek1，當(dāng)物體受水平力2F作用，從靜止開始通過相同位移l

2、，它的動能為Ek2，則()AEk2Ek1 BEk22Ek1CEk22Ek1 DEk1Ek20表示動能增加；(2)EkmvmvBWmvmvCWmvmvD由于F的方向未知，W無法求出3(2011江門模擬)起重機將物體由靜止舉高h(yuǎn)時，物體的速度為v，下列各種說法中正確的是(不計空氣阻力)()A拉力對物體所做的功，等于物體動能和勢能的增量B拉力對物體所做的功，等于物體動能的增量C拉力對物體所做的功，等于物體勢能的增量D物體克服重力所做的功，大于物體勢能的增量圖104如圖10所示，質(zhì)量為M、長度為L的木板靜止在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的小物體(可視為質(zhì)點)放在木板上最左端，現(xiàn)用一水平恒力F作用在小物體上

3、，使物體從靜止開始做勻加速直線運動已知物體和木板之間的滑動摩擦力為Ff.當(dāng)物體滑到木板的最右端時，木板運動的距離為x，則在此過程中()A物體到達(dá)木板最右端時具有的動能為(FFf)（L+x）B物體到達(dá)木板最右端時，木板具有的動能為FfxC物體克服摩擦力所做的功為FfLD物體和木板增加的機械能為Fx5(2010.天星調(diào)研)如圖11所示，圖11質(zhì)量為m的物塊在水平恒力F的推動下，從山坡(粗糙)底部的A處由靜止起運動至高為h的坡頂B處，獲得的速度為v，AB之間的水平距離為x，重力加速度為g.下列說法不正確的是()A物塊克服重力所做的功是mghB合外力對物塊做的功是mv2C推力對物塊做的功是mv2mgh

4、D阻力對物塊做的功是mv2mghFx6.(2011東北三校聯(lián)合模擬)如圖12所示，圖12長為L的長木板水平放置，在木板的A端放置一個質(zhì)量為m的小物塊現(xiàn)緩慢地抬高A端，使木板以左端為軸轉(zhuǎn)動，當(dāng)木板轉(zhuǎn)到與水平面的夾角為時小物塊開始滑動，此時停止轉(zhuǎn)動木板，小物塊滑到底端的速度為v，則在整個過程中()A.支持力對物塊做功為0B.持力對小物塊做功為mgLsin C.摩擦力對小物塊做功為mgLsin D.滑動摩擦力對小物塊做功為mv2mgLsin 【能力提升】圖137(2011南京模擬)如圖13所示，小木塊可以分別從固定斜面的頂端沿左邊或右邊由靜止開始滑下，且滑到水平面上的A點或B點停下假定小木塊和斜面及

5、水平面間的動摩擦因數(shù)相同，斜面與水平面平緩連接，圖中水平面上的O點位于斜面頂點正下方，則()A距離OA小于OB B距離OA大于OBC距離OA等于OB D無法作出明確判斷圖148(2011南昌高三月考)如圖14所示，一個質(zhì)量為m的圓環(huán)套在一根固定的水平直桿上，環(huán)與桿的動摩擦因數(shù)為，現(xiàn)給環(huán)一個向右的初速度v0，如果在運動過程中還受到一個方向始終豎直向上的力F的作用，已知力F的大小Fkv(k為常數(shù)，v為環(huán)的運動速度)，則環(huán)在整個運動過程中克服摩擦力所做的功(假設(shè)桿足夠長)不可能為()A.mv B0C.mv D.mv題號12345678答案9.(2010廣東潮州期末)如圖15所示，某人乘雪橇從雪坡經(jīng)A

6、點滑至B點，接著沿水平路面滑至C點停止，人與雪橇的總質(zhì)量為70 kg.表中記錄了沿坡滑下過程中的有關(guān)數(shù)據(jù)，請根據(jù)圖表中的數(shù)據(jù)解決下列問題圖15位置ABC速度(m/s)2.012.00時刻(s)0410(1)人與雪橇從A到B的過程中，損失的機械能為多少？(2)設(shè)人與雪橇在BC段所受阻力恒定，求阻力大小(g取10 m/s2)(3)人與雪橇從B到C的過程中運動的距離圖1610(2011北京西城抽樣測試)如圖16所示，軌道ABC被豎直地固定在水平桌面上，A距離水平地面高H0.75 m，C距離水平地面高h(yuǎn)0.45 m一質(zhì)量m0.10 kg的小物塊自A點從靜止開始下滑，從C點以水平速度飛出后落在水平地面上

7、的D點現(xiàn)測得C、D兩點的水平距離為l0.60 m不計空氣阻力，取g10 m/s2.求：(1)小物塊從C點運動到D點經(jīng)歷的時間；(2)小物塊從C點飛出時速度的大小；(3)小物塊從A點運動到C點的過程中克服摩擦力做的功學(xué)案22動能和動能定理【課前雙基回扣】1D由Flmv2知兩次拉力做的功相等2BCD因ag，Ekmv2，質(zhì)量大的物體，初速度小，t，故B對，又mgxEk，質(zhì)量大，位移小3CFlflEk1,2FlflEk2 即2Fl2flflEk2 2Ek1flEk2，故Ek22Ek14CW1Wf1mv20. W2Wf2m(2v)2mv2 又v22ax1，Wf1Fx1(2v)2v22ax2，Wf2Fx2

8、 由以上各式得W1W213.5B由AB：Wfmgh0mv 由BA：mghWfmv 解得vA.6D在軌道半徑減小的過程中，根據(jù)向心力公式和動能定理得 Fm，8Fm，Wmvmv， 則拉力做功：W1.5FR，故應(yīng)選D.思維提升1動能是標(biāo)量，只有大小，沒有方向Ekmv2對應(yīng)物體的瞬時速度，動能是狀態(tài)量，只與運動物體的質(zhì)量及速率有關(guān)，而與其運動方向無關(guān)，物體運動速度的方向發(fā)生變化時，動能不變動能的變化EkEkEk，沒有方向，是一個標(biāo)量的代數(shù)運算2動能定理的理解及應(yīng)用要點：(1)動能定理既適用于恒力作用過程，也適用于變力作用過程(2)動能定理既適用于物體做直線運動的情況，也適用于物體做曲線運動的情況(3)

9、動能定理的研究對象既可以是單個物體，也可以是幾個物體所組成的一個系統(tǒng)(4)動能定理的研究過程既可以是針對運動過程中的某個具體過程，也可以是針對運動的全過程對全程列式時，關(guān)鍵是分清整個過程哪些力做功，且各個力做功應(yīng)與位移對應(yīng)，并確定初、末狀態(tài)的動能(5)動能定理的計算式為標(biāo)量式，v為相對同一參考系的速度(6)在WEk2Ek1中，W為物體所受所有外力對物體所做功的代數(shù)和，正功取正值計算，負(fù)功取負(fù)值計算；Ek2Ek1為動能的增量，即為末狀態(tài)的動能與初狀態(tài)的動能之差，而與物體運動過程無關(guān)【核心考點突破】例1 8 m/s解析解法一取木塊為研究對象其運動分三個過程，先勻加速運動l1，后勻減速運動l2，再做

10、平拋運動，對每一個過程，分別列動能定理得Fl1mgl1mvmgl2mvmvmghmvmv解得v38 m/s解法二對全過程由動能定理得Fl1mg(l1l2)mghmv20代入數(shù)據(jù)得v8 m/s規(guī)范思維利用動能定理解題的思路可概括為八個字：“一個過程兩個狀態(tài)”“一個過程”即要分析過程中力及力做功的正負(fù)；“兩個狀態(tài)”是對應(yīng)這個過程的初、末狀態(tài)的動能，而這個過程則可以是單個過程，也可以是多個過程例2 (1) (2) (3)mgL解析(1)小球恰能到達(dá)最高點B，有mgm，得vB .(2)從AB由動能定理得mg(L)mvmv 可求出v0 (3)在小球從A到B的過程中由動能定理得mg(L)Wfmvmv可求出

11、WfmgL.規(guī)范思維用動能定理求解變力做功的注意要點：(1)分析物體受力情況，確定哪些力是恒力，哪些力是變力如果是恒力，寫出恒力功的表達(dá)式，如果是變力，用相應(yīng)功的符號表示出變力的功(2)分析物體運動的初末狀態(tài)，求出動能的變化量(3)運用動能定理列式求解例3 (1)2 J(2)35 N(3)2.77 m解析(1)小球從初始位置到達(dá)縫隙P的過程中，由動能定理有mg(H3R)WFmv20代入數(shù)據(jù)得WF2 J.(2)設(shè)小球到達(dá)最高點N時的速度為vN，對由PN過程由動能定理得mg4Rmvmv2在最高點N時，根據(jù)牛頓第二定律有FNmgm 聯(lián)立解得FNmmg35 N所以小球在最高點N時對軌道的作用力為35

12、N.(3)小球從初始位置到達(dá)C點的過程中，由動能定理有mg(HR)WFmv0解得vC4 m/s小球從C點離開“9”管道之后做平拋運動，豎直方向2Rgt2，解得t0.4 s水平方向DEvCt2.77 m所以平拋運動的水平位移為2.77 m.規(guī)范思維當(dāng)物體的運動是由幾個物理過程所組成，又不需要研究過程的中間狀態(tài)時，可以把幾個物理過程看做一個整體進(jìn)行研究例4 (1)(2)(32cos )mg (3)R解析(1)摩擦力對物體始終做負(fù)功，故物體最終在圓心角為2的圓弧上做往復(fù)運動設(shè)物體在AB軌道上通過的總路程為x，則全程應(yīng)用動能定理得：mgRcos mgcos x0 解得：x(2)最終當(dāng)物體通過圓弧最低點

13、E時，設(shè)速度為vE，在E點：FNmg從BE由動能定理得：mgR(1cos )mv兩式聯(lián)立，得：FN(32cos )mg由牛頓第三定律得物體對軌道的壓力為(32cos )mg(3)若物體剛好到D點，設(shè)速度為vD，則mg對全過程由動能定理得mgLsin mgcos LmgR(1cos )mv聯(lián)立，得LR規(guī)范思維解答此題應(yīng)注意重力做功只與高度差有關(guān)系，而滑動摩擦力做功與路程有關(guān)；應(yīng)用動能定理解題時，要靈活選取運動過程針對訓(xùn)練1證明見解析解析在運動過程中木塊受重力、摩擦力做功重力做功：WGmghmgLsin 48 J設(shè)木塊勻加速運動時加速度為a，則有Lat2對木塊受力分析由牛頓第二定律得F合mgsin

14、 Ffma聯(lián)立以上兩式得Ff8 N摩擦力做功：WfFfL32 J合力做功或外力對木塊做的總功WWGWf16 J動能的變化Ekmv2m(at)216 J所以，合力做功或外力對木塊做的總功等于動能的變化(增加)2mglsin 【課時效果檢測】1BD2.B3.A4.AB5.ABD6.BD7.C8C當(dāng)Fmg時，環(huán)勻速運動，摩擦力為零，克服摩擦力所做的功W0當(dāng)Fmg時，豎直方向FmgFN，水平方向FfFN環(huán)做減速運動，速度減小，由Fkv知，F(xiàn)減小，當(dāng)Fmg后環(huán)勻速，此時Fmgkv所以v Wmvmv2mv當(dāng)Fmg時，F(xiàn)FNmg，v減小，F(xiàn)N變大，摩擦力Ff變大，環(huán)最終減速為零所以，由動能定理知，環(huán)克服摩擦力做功Wmv選項A、B、D可能，C不可能9(1)9 100 J(2)140 N(3)36 m解析(1)從A到B的過程中，人與雪橇損失的機械能為Emghmvmv(701020702.027012.02) J9 100 J(2)人與雪橇在BC段做勻減速運動的加速度a m/s22 m/s2根據(jù)牛頓第二定律Ffma70(2) N140 N，負(fù)號表示阻力的方向與運動方向相反(3)設(shè)B、C間的距離為x，對人與雪橇，由動能定理得Ffx0mv代入數(shù)據(jù)解得x36 m10(1)0.3 s(2)2.0 m/s(3)0.1 J解析(1)小物塊從C水平飛出后做平拋運動，由hgt2得小物塊從C到D運動的時間t