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1、必考部分第五章机械能及其守恒定律第第2 2单元动能定理及应用单元动能定理及应用理清教材网控基础点提炼命题源网控基础点提炼命题源读读教材读读教材二、动能定理二、动能定理1内容内容力力在在一一个个过过程程中中对对物物体体做做的的功功，等等于于物物体体在在这这个个过过程程中中_2表达式表达式W_.3物理意义物理意义_的功是物体动能变化的量度的功是物体动能变化的量度1.动能的变化动能的变化(2)Ek2Ek13.合外力合外力 4适用范围适用范围(1)动能定理既适用于直线运动，也适用于动能定理既适用于直线运动，也适用于_(2)既适用于恒力做功，也适用于既适用于恒力做功，也适用于_(3)力力可可以以是是各各
2、种种性性质质的的力力，既既可可以以同同时时作作用用，也也可可以以_作用作用(1)曲线运动曲线运动(2)变力做功变力做功(3)不同时不同时 1关关于于运运动动物物体体所所受受的的合合外外力力、合合外外力力做做的的功功及及动动能能变变化化的的关系，下列说法正确的是关系，下列说法正确的是()A合外力为零，则合外力做功一定为零合外力为零，则合外力做功一定为零B合外力做功为零，则合外力一定为零合外力做功为零，则合外力一定为零C合外力做功越多，则动能一定越大合外力做功越多，则动能一定越大D动能不变，则物体合外力一定为零动能不变，则物体合外力一定为零练练基础练练基础2如如图图所所示示，一一质质量量为为m的的
3、质质点点在在半半径径为为R的的半半球球形形容容器器中中(容容器器固固定定)由由静静止止开开始始自自边边缘缘上上的的A点点滑滑下下，到到达达最最低低点点B时时，它它对对容容器器的的正正压压力力为为FN.重重力力加加速速度度为为g，则则质质点点自自A滑滑到到B的的过过程程中中，摩摩擦擦力对其所做的功为力对其所做的功为()4如如图图甲甲所所示示，静静置置于于光光滑滑水水平平面面上上坐坐标标原原点点处处的的小小物物块块，在在水水平平拉拉力力F作作用用下下，沿沿x轴轴方方向向运运动动，拉拉力力F随随物物块块所所在在位位置置坐坐标标x的的变变化化关关系系如如图图乙乙所所示示，图图线线为为半半圆圆则则小小物
4、物块块运运动动到到x0处处时时的的动动能为能为()小思考 微总结突破核心研细核心点练透经典题研细核心点练透经典题 1动能定理中动能定理中“”体现的三个关系体现的三个关系考点一对动能定理的理解考点一对动能定理的理解2优先使用动能定理的四类问题优先使用动能定理的四类问题(1)题目中涉及题目中涉及F、l、m、v、W、Ek等物理量，不涉及等物理量，不涉及a、t.(2)有多个物理过程，但不需要研究中间的物理过程有多个物理过程，但不需要研究中间的物理过程(3)处理曲线运动中的速率问题时也要优先考虑动能定理处理曲线运动中的速率问题时也要优先考虑动能定理(4)变力做功问题，优先考虑动能定理变力做功问题，优先考
5、虑动能定理试题调研试题调研 解题探究解题探究10t1时间内，运动员受几个力，做什么运动？时间内，运动员受几个力，做什么运动？提示：提示：只受重力，做自由落体运动只受重力，做自由落体运动2t1t3时时间间内内，运运动动员员受受几几个个力力，做做什什么么运运动动？做做功功情情况况如如何？何？提提示示：受受重重力力和和弹弹性性绳绳拉拉力力，做做变变加加速速直直线线运运动动，重重力力做做正正功功，拉力做负功，且拉力做负功，且WGWF.3t2t3时间内，运动员做什么运动？做功情况如何？时间内，运动员做什么运动？做功情况如何？提提示示：减减速速运运动动，重重力力做做正正功功，拉拉力力做做负负功功，由由于于
6、动动能能减减小小，重力做的功小于克服拉力做的功重力做的功小于克服拉力做的功答案答案ABC名师归纳点题破疑类题练熟类题练熟1选取合适的过程使用动能定理选取合适的过程使用动能定理(1)运运用用动动能能定定理理解解决决问问题题时时，选选择择合合适适的的研研究究过过程程能能使使问问题题得得以以简简化化当当物物体体的的运运动动过过程程包包含含几几个个运运动动性性质质不不同同的的子子过过程程时时，可可以选择一个、几个或全部子过程作为研究过程以选择一个、几个或全部子过程作为研究过程(2)当当选选择择全全部部子子过过程程作作为为研研究究过过程程，涉涉及及重重力力、大大小小恒恒定定的的阻阻力力或或摩摩擦擦力力做
7、做功功时时，要要注注意意运运用用它它们们的的功功能能特特点点：重重力力的的功功取取决决于于物物体体的的初初、末末位位置置，与与路路径径无无关关；大大小小恒恒定定的的阻阻力力或或摩摩擦擦力力做做的功等于力的大小与路程的乘积的功等于力的大小与路程的乘积考点二应用动能定理解决多过程问题考点二应用动能定理解决多过程问题2运用动能定理需注意的问题运用动能定理需注意的问题(1)应应用用动动能能定定理理解解题题时时，在在分分析析过过程程的的基基础础上上无无需需深深究究物物体体运运动动过过程程中中状状态态变变化化的的细细节节，只只需需考考虑虑整整个个过过程程的的功功及及过过程程初初末末的的动动能能(2)若若过
8、过程程包包含含了了几几个个运运动动性性质质不不同同的的分分过过程程，既既可可分分段段考考虑虑，也也可可整整个个过过程程考考虑虑但但求求功功时时，有有些些力力不不是是全全过过程程都都作作用用的的，必必须须根根据据不不同同的的情情况况分分别别对对待待求求出出总总功功，计计算算时时要要把把各各力力的的功功连连同同正正负负号一同代入公式号一同代入公式调调研研2在在游游乐乐节节目目中中，选选手手需需要要借借助助悬悬挂挂在在高高处处的的绳绳子子越越到到水水面面的的浮浮台台上上，小小明明和和小小阳阳观观看看后后对对此此进进行行了了讨讨论论如如图图所所示示，他他们们将将选选手手简简化化为为质质量量m60 kg
9、的的质质点点，选选手手抓抓住住绳绳由由静静止止开开始始摆摆动动，此此时时绳绳与与竖竖直直方方向向夹夹角角53，绳绳的的悬悬挂挂点点O距距水水面面的的高高度度为为H3 m不不考考虑虑空空气气阻阻力力和和绳绳的的质质量量，浮浮台台露露出出水水面面的的高高度度不不计计，水水足足够深重力加速度取够深重力加速度取g10 m/s2，sin 530.8，cos 530.6.试题调研试题调研(1)求选手摆到最低点时对绳拉力的大小求选手摆到最低点时对绳拉力的大小F；(2)若若绳绳长长l2 m，选选手手摆摆到到最最高高点点时时松松手手落落入入水水中中设设水水对对选选手手的的平平均均浮浮力力f1 800 N，平平均
10、均阻阻力力f2700 N，求求选选手手落落入入水水中中的的深深度度d；(3)若若选选手手摆摆到到最最低低点点时时松松手手，小小明明认认为为绳绳越越长长，在在浮浮台台上上的的落落点点距距岸岸边边越越远远；小小阳阳认认为为绳绳越越短短，落落点点距距岸岸边边越越远远，请请通通过过推推算算说说明你的观点明你的观点解题指导解题指导1选选手手从从静静止止开开始始摆摆到到最最低低点点的的过过程程中中，先先根根据据动动能能定定理求出末速度，再根据牛顿第二定律求拉力理求出末速度，再根据牛顿第二定律求拉力2选选手手摆摆到到最最高高点点时时速速度度为为零零，松松手手做做自自由由落落体体运运动动，入水后在浮力和阻力作
11、用下再减速，到最低点时速度为零入水后在浮力和阻力作用下再减速，到最低点时速度为零3利用函数求极值的方法计算水平位移的最大值利用函数求极值的方法计算水平位移的最大值(2)选选手手摆摆到到最最高高点点时时松松手手后后落落入入水水中中，如如图图所所示示，对对选选手手由由动动能定理得：能定理得：多过程问题的求解策略多过程问题的求解策略(1)分分析析物物体体的的运运动动，确确定定物物体体运运动动过过程程中中不不同同阶阶段段的的受受力力情情况况，分析各个力的功；分析各个力的功；(2)分分析析物物体体各各个个过过程程中中的的初初、末末速速度度，在在不不同同阶阶段段运运用用动动能能定定理理，此此为为分分段段法
12、法，这这种种方方法法解解题题时时需需分分析析各各个个阶阶段段的的运运动动情情况况，列列式较多；式较多；(3)如如果果能能够够得得到到物物体体全全过过程程初初、末末动动能能的的变变化化，及及全全过过程程中中各各力力的的功功，对对全全过过程程列列一一个个方方程程即即可可，此此为为全全过过程程法法，这这种种方方法法较较为为简洁简洁名师归纳点题破疑类题练熟类题练熟解解析析：由由动动能能定定理理可可得得W1W20，解解得得W1W2.由由图图象象可可知知，撤撤去去拉拉力力F后后运运动动时时间间大大于于水水平平力力F作作用用时时间间，所所以以 F2Ff，选选项项A、D错错误误，B正正确确；由由于于摩摩擦擦阻
13、阻力力作作用用时时间间一一定定大大于于水水平平力力F作作用用时时间，所以间，所以P1P2，选项，选项C错误错误答案：答案：(1)1 m(2)(1 m，5 m)突出特色动能定理与图象问题综合应用动能定理与图象问题综合应用 解题指导解题指导1审题审题2破题破题(1)在压缩弹簧过程中，根据动能定理求弹性势能；在压缩弹簧过程中，根据动能定理求弹性势能；(2)从从A到到B过程中，根据动能定理求过程中，根据动能定理求B点速度；点速度；(3)利用平抛的竖直分运动求时间，水平分运动求位移利用平抛的竖直分运动求时间，水平分运动求位移关键信息关键信息理解理解速度很小，可忽略不计，外力速度很小，可忽略不计，外力F为
14、变力为变力外力随位移均匀增加，图线和坐标轴所围面积表外力随位移均匀增加，图线和坐标轴所围面积表示外力做的功；当推力达到示外力做的功；当推力达到1 N时，物体开始运时，物体开始运动，表明最大静摩擦力为动，表明最大静摩擦力为1 N当当x0.1 m时，弹簧压缩量最大，弹簧弹性势能时，弹簧压缩量最大，弹簧弹性势能最大最大3规范答题规范答题答案答案(1)2.3 J(2)2 m/s(3)2 m动能定理与图象结合问题的分析方法动能定理与图象结合问题的分析方法(1)首首先先看看清清楚楚所所给给图图象象的的种种类类(如如vt图图象象、Fx图图象象、Pt图象还是图象还是Ekx图象等图象等)(2)挖挖掘掘图图象象中
15、中的的隐隐含含条条件件求求出出所所需需要要的的物物理理量量，如如由由vt图图象象所所包包围围的的“面面积积”求求位位移移，由由Fx图图象象所所包包围围的的“面面积积”求求功功，Pt图线与坐标轴围成的面积表示力所做的功等图线与坐标轴围成的面积表示力所做的功等(3)再再分分析析还还有有哪哪些些力力做做功功，根根据据动动能能定定理理列列方方程程，可可求求出出相相应应的物理量的物理量多维思考技法提炼针针对对训训练练(2015河河南南郑郑州州模模拟拟)如如图图甲甲所所示示，在在水水平平路路段段AB上上有有一一质质量量为为2103 kg的的汽汽车车，正正以以10 m/s的的速速度度向向右右匀匀速速行行驶驶
16、，汽汽车车前前方方的的水水平平路路段段BC较较粗粗糙糙，汽汽车车通通过过整整个个ABC路路段段的的vt图图象象如如图图乙乙所所示示，在在t20 s时时汽汽车车到到达达C点点，运运动动过过程程中中汽汽车车发发动动机机的的输输出出功功率率保保持持不不变变假假设设汽汽车车在在AB路路段段上上运运动动时时所所受受的的恒恒定定阻阻力力(含含地地面摩擦力和空气阻力等面摩擦力和空气阻力等)f12 000 N(解题时将汽车看成质点解题时将汽车看成质点)求：求：(1)运动过程中汽车发动机的输出功率运动过程中汽车发动机的输出功率P；(2)汽车速度减至汽车速度减至8 m/s时加速度时加速度a的大小；的大小；(3)BC路段的长度路段的长度答案：答案：(1)20 kW(2)0.75 m/s2(3)93.75 m
