《金版教程2014年高考物理金版课件5.2动能定理（60PPT）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《金版教程2014年高考物理金版课件5.2动能定理（60PPT）（60页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二单元 动能定理 核心考点导学 师说： 从能量角度分析和求解物理问题是物理学分析和解决问题的重要方法 ， 使用动能定理 ， 由于只需从力在整个位移内做的功和这段位移始末两状态的动能变化去考虑 ， 无需注意其中运动状态变化的细节 ， 动能为标量 ， 求解会更方便 ， 因此做题要优先考虑能量观点 . 1 定义： 物体由于 而具有的能 2 公式： E k . 动能与 v 对应，是状态量 3 单位： J,1 J 1 N m 1 m2/ 4 矢标性： 动能是 ，只有正值 5 动能的变化量： 减初动能，是过程量 运动 标量 末动能 12 m v 2 1 动能的相对性： 由于速度具有相对性 ， 所以动能也
2、具有相对性 ， 大小与参考系的选取有关 ， 中学物理中 ， 一般选取地面为参考系 2 动能的变化： 物体末动能与初动能之差 即 2m 2m 说明： (1) 表达式中 (2) ，表示物体的动能增大 表示物体的动能增加 ， 其增加量等于合外力对物体所做的正功； (2)若 ， 表示物体的动能减少 ， 其减少量等于合外力对物体所做的负功的绝对值； (3)若 0， 表示合外力对物体所做的功等于零 反之亦然 这种等量代换关系提供了一种计算变力做功的简便方法 2 动能定理公式中等号的意义 等号表明合力做功与物体动能的变化间的三个关系 (1)数量关系：即合外力所做的功与物体动能的变化具有等量代换关系 可以通过
3、计算物体动能的变化 ， 求合力的功 ， 进而求得某一力的功 (2)单位相同 ， 国际单位都是焦耳 (3)因果关系：合外力的功是物体动能变化的原因 3 动能定理中涉及的物理量有 F、 x、 m、 v、 W、 在处理含有上述物理量的力学问题时 ， 可以考虑使用动能定理 由于只需要从力在整个位移内做的功和这段位移始 、 末两状态动能变化去考虑 ， 无需注意其中运动状态变化的细节 ， 同时动能和功都是标量 ， 无方向性 ， 所以无论是直线运动或曲线运动 ， 计算都会特别方便 4 动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系的 ， 一般以地面为参考系 注意：功和动能都是标量 ， 动能定理表达式是一个标
4、量式 ， 不能在某一个方向上应用动能定理 ， 但牛顿第二定律是矢量方程 ， 可以在互相垂直的方向上分别使用分量方程 5 应用动能定理的一般步骤 ( 1) 选取研究对象，明确它的运动过程 ( 2) 分析研究对象的受力情况和各力的做功情况： 受哪些力 各力是否做功 做正功还是负功 做多少功 各力做功的代数和 ( 3) 明确物体在过程的始末状态的动能 ( 4) 列出动能定理的方程 W 合 其他必要的解题方程，进行求解 如果一个物体受到力的持续作用使物体的运动状态发生变化时 ， 如果只涉及位移和速度 ， 而不涉及时间时 ， 应当首先考虑应用动能定理 2 如图所示 ， 电梯质量为 M， 地板上放置一质量
5、为 钢索拉电梯由静止开始向上加速运动 ， 当上升高度为 速度达到 v， 则 ( ) A 地板对物体的支持力做的功等于12m 地板对物体的支持力做的功等于 m C 钢索的拉力做的功等于12M D 合力对电梯 M 做的功等于12M ： 对物体 m 应用动能定理： m 12m 12m A 、 B 均错；以电梯和物体整体为研究对象应用动能定理，钢索拉力做的功 ( M m ) 12( M m ) C 错误；由动能定理知，合力对电梯 M 做的功应等于电梯动能的变化12M D 正确 答案： D 考向案例研究 例 1 2010江苏单科 ， 14在游乐节目中 ， 选手需借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上 ，
6、小明和小阳观看后对此进行了讨论 如图所示 ， 他们将选手简化为质量 m 60 选手抓住绳由静止开始摆动 ， 此时绳与竖直方向夹角 53 ， 绳的悬挂点 3 m 不考虑空气阻力和绳的质量 ， 浮台露出水面的高度不计 ， 水足够深 取重力加速度 g 10 m/ (1)求选手摆到最低点时对绳拉力的大小 F； (2)若绳长 l 2 m， 选手摆到最高点时松手落入水中 设水对选手的平均浮力 800 N， 平均阻力 700 N， 求选手落入水中的深度 d； (3)若选手摆到最低点时松手 ， 小明认为绳越长 ， 在浮台上的落点距岸边越远；小阳却认为绳越短 ， 落点距岸边越远 请通过推算说明你的观点 (一 )
7、解读审题视角 解答本题关键把握三点： (1)分析清楚每一问中选手的运动类型 ， 如第 (1)问中为圆周运动 ， 第 (2)问中为直线运动 ， 第 (3)问中为平抛运动 (2)应用动能定理时 ， 搞清哪些力做了功 (3)会用数学方法解决物理问题 ( 二 ) 名师分析解题 ( 1) 由静止至摆动到最低点，对选手由动能定理得： m 1 c ) 12m 0 选手在最低点处由牛顿第二定律得： F 由以上两式得： F 1.8 1080 N (2)选手摆到最高点时松手落入水中 ， (如图所示 )对选手由动能定理得： d) (F2)d 0 0 解得： d 1.2 m ( 3) 选手摆到最低点时松手将做平抛运动
8、，则： 竖直方向： H l 12 水平方向： x v t 可解得： x 4 l H l 1 c 可知当 l 1.5 m 时， x 取最大值，落点距 岸边最远 (三 )一语道破天机 (1)动能定理往往用于单个物体的运动过程 ， 由于不涉及加速度及时间 ， 比动力学研究方法要简捷 (2)动能定理表达式是一个标量式 ， 不能在某个方向上应用动能定理 (3)物体在某个运动过程中包含有几个运动性质不同的小过程 (如加速 、 减速的过程 )， 此时可以分段考虑 ， 也可以对全过程考虑 ， 但如能对整个过程利用动能定理列式 ， 则可使问题简化 1 如图所示 ， 质量为 现使板由水平放置绕其另一端 角 ， 转
9、动过程中 ， 小物体相对板始终静止 ， 求板对物体的支持力对物体做的功 思路分析 木板缓缓转动过程中 ， 物体所受支持力的大小 、 方向怎样变化 ？ 解析 由力的平衡条件可知 ， 支持力 随板的转动 (增大 )而减少 ， 而方向始终与物体的速度方向同向 ， 是一个变力 对物体的运动过程应用动能定理 ， 有 0 其中 且 0， 以 例 2 2012北京高考 如图所示 ， 质量为 经距离 最终落在水平地面上 已知 l 1.4 m， v 3.0 m/s， m 物块与桌面间的动摩擦因数 桌面高 h m 不计空气阻力 ， 重力加速度 0 m/ (1)小物块落地点距飞出点的水平距离 s； (2)小物块落地
10、时的动能 (3)小物块的初速度大小 (一 )解读审题视角 本题需要把握以下三点关键点： (1)根据平抛运动规律可以求出水平位移 (2)根据平抛运动开始时的机械能等于落地瞬间的机械能可以求出落地瞬间的动能 (3)根据动能定理可求出初速度 ( 二 ) 名师分析解题 ( 1) 由平抛运动规律，有 竖直方向 h 12s v t 得水平距离 s v2 m ( 2) 由机械能守恒定律得 E k 12m m g h ( 3) 由动能定理，有 m g l 12m 2m 得初速度大小 v 0 2 4. 0 m /s (三 )一语道破天机 应用动能定理抓好 “ 两点 ， 一过程 ” ， 两点：即初末态 ，一过程即
11、初和末状态的运动过程 ， 平抛过程只有重力做功 ， 借助几何抓运动过程的位移值得重视 ( 四 ) 同类跟踪训练 2 2012 全国， 26,20 分 一探险队员在探险时遇到一山沟，山沟的一侧竖直，另一侧的坡面呈抛物线形状此队员从山沟的竖直一侧，以速度 如图所示，以沟底的 O 点为原点建立坐标系 已知，山沟竖直一侧的高度为 2 h ，坡面的抛物线方程为 y 12 险队员的质量为 m 略空气阻力，重力加速度为 g . (1)求此人落到坡面时的动能； (2)此人水平跳出的速度为多大时 ， 他落在坡面时的动能最小 ？ 动能的最小值为多少 ？ 解析 (1) 设该队员在空中运动的时间为 t ，在坡面上落点
12、的横坐标为 x ，纵坐标为 y . 由运动学公式和已知条件得 x 2 h y 12 根据题意有 y h 由动能定理 2 h y ) 12m 2m 联立 式得 12m 2m ( ( 2) 式可以改写为 ( 2 3 式中的平方项等于 0 ，由此得 此时 3 则最小动能为 (12m v2)mi n32m 例 3 2012四川高考 如图所示 ， 劲度系数为 另一端与置于水平面上质量为 连接 )， 弹簧水平且无形变 用水平力 在弹性限度内弹簧长度被压缩了 此时物体静止 撤去 物体开始向左运动 ， 运动的最大距离为 ， 重力加速度为 ) A 撤去 F 后，物体先做匀加速运动，再做匀减速运动 B 撤去 F 后，物体刚运动时的加速度大小为g C 物体做匀减速运动的时间为 2物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做
