《全国通用版2019版高考物理大一轮复习第五章机械能及其守恒定律第15讲动能定理及其应用课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《全国通用版2019版高考物理大一轮复习第五章机械能及其守恒定律第15讲动能定理及其应用课件（57页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、机械能及其守恒定律第第 五五 章章第第1515讲动能定理及其应用讲动能定理及其应用考纲要求考纲要求考情分析考情分析命题趋势命题趋势1.对动能定理的理解对动能定理的理解2动能定理的应用动能定理的应用3动能定理与图象结合的问题动能定理与图象结合的问题2016全国全国卷卷，21动能定理是力学的重要规律之一，动能定理是力学的重要规律之一，对求解涉及位移的过程问题非常简对求解涉及位移的过程问题非常简便，在高考中也有很重要的地位便，在高考中也有很重要的地位栏目导航板板 块块 一一板板 块块 二二板板 块块 三三板板 块块 四四1动能动能(1)定义：物体由于定义：物体由于_而具有的能而具有的能(2)公式：公
2、式：Ek_.(3)单位：单位：_，1 J1 Nm1 kgm2/s2.(4)标矢性：动能是标矢性：动能是_，只有正值，动能与速度方向，只有正值，动能与速度方向_.(5)动能的变化：物体动能的变化：物体_与与_之差，即之差，即Ek_.运动运动 焦耳焦耳 标量标量 无关无关 末动能末动能 初动能初动能 2动能定理动能定理(1)内内容容：在在一一个个过过程程中中合合力力对对物物体体所所做做的的功功，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：WEkEk2Ek1_.(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(4)适用条件适用条件动能定理既适用于直线
3、运动，也适用于动能定理既适用于直线运动，也适用于_.既适用于恒力做功，也适用于既适用于恒力做功，也适用于_做功做功力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以_作用作用动能的变化动能的变化 合力合力 曲线运动曲线运动 变力变力 分阶段分阶段 1请判断下列表述是否正确，对不正确的表述，请说明原因请判断下列表述是否正确，对不正确的表述，请说明原因(1)动能是机械能的一种表现形式，凡是运动的物体都具有动能动能是机械能的一种表现形式，凡是运动的物体都具有动能()(2)一一定定质质量量的的物物体体动动能能变变化化时时，速速度度一一定定变变化化，但但速速度度变变
4、化化时时，动动能能不不一一定定变变化化()(3)动能不变的物体，一定处于平衡状态动能不变的物体，一定处于平衡状态()解解析析速速度度是是矢矢量量，动动能能是是标标量量，动动能能不不变变的的物物体体，速速度度的的方方向向可可能能发发生生变变化化(4)做自由落体运动的物体，动能与下落距离的二次方成正比做自由落体运动的物体，动能与下落距离的二次方成正比()(5)如果物体所受的合外力为零，那么，合外力对物体做的功一定为零如果物体所受的合外力为零，那么，合外力对物体做的功一定为零()(6)物体在合外力作用下做变速运动，动能一定变化物体在合外力作用下做变速运动，动能一定变化()解析解析变速运动可能仅仅是速
5、度的方向发生变化，此时动能可能不变变速运动可能仅仅是速度的方向发生变化，此时动能可能不变(7)物体的动能不变，所受的合外力必定为物体的动能不变，所受的合外力必定为0.()解析解析物体动能不变，所受的合外力不一定为物体动能不变，所受的合外力不一定为0，比如匀速圆周运动，比如匀速圆周运动2关关于于运运动动物物体体所所受受的的合合力力、合合力力做做的的功功、物物体体动动能能的的变变化化，下下列列说说法法正正确确的是的是()A运动物体所受的合力不为零，合力必做功，物体的动能肯定要变化运动物体所受的合力不为零，合力必做功，物体的动能肯定要变化B运动物体所受的合力为零，则物体的动能肯定不变运动物体所受的合
6、力为零，则物体的动能肯定不变C运动物体的动能保持不变，则该物体所受合力一定为零运动物体的动能保持不变，则该物体所受合力一定为零D运动物体所受合力不为零，则该物体一定做变速运动，其动能要变化运动物体所受合力不为零，则该物体一定做变速运动，其动能要变化B解解析析关关于于运运动动物物体体所所受受的的合合力力、合合力力做做的的功功、物物体体动动能能的的变变化化三三者者之之间间的的关关系有下列三个要点系有下列三个要点(1)若若运运动动物物体体所所受受合合力力为为零零，则则合合力力不不做做功功(或或物物体体所所受受外外力力做做功功的的代代数数和和必必为零为零)，物体的动能绝对不会发生变化，物体的动能绝对不
7、会发生变化(2)物物体体所所受受合合力力不不为为零零，物物体体必必做做变变速速运运动动，但但合合力力不不一一定定做做功功，合合力力不不做做功功，则物体动能不变化则物体动能不变化(3)物物体体的的动动能能不不变变，一一方方面面表表明明物物体体所所受受的的合合力力不不做做功功；同同时时表表明明物物体体的的速速率率不不变变(速速度度的的方方向向可可以以不不断断改改变变，此此时时物物体体所所受受的的合合力力只只是是用用来来改改变变速速度度方方向向，产产生向心加速度，如匀速圆周运动生向心加速度，如匀速圆周运动)根据上述三个要点不难判断，本题只有选项根据上述三个要点不难判断，本题只有选项B是正确的是正确的
8、3(多多选选)一一物物体体自自t0时时开开始始做做直直线线运运动动，其其vt图图象象如如图图所所示示，下下列列说说法法正正确的是确的是()A04 s内合外力做的功等于内合外力做的功等于56 s内合外力做的功内合外力做的功B2 s末合外力的功率大于末合外力的功率大于6 s末合外力的功率末合外力的功率C02 s内与内与04 s内合外力的平均功率相同内合外力的平均功率相同D46 s内合外力的平均功率等于零内合外力的平均功率等于零AD 解解析析根根据据动动能能定定理理可可得得，04 s内内合合外外力力对对物物体体做做的的功功等等于于56 s内内合合外外力力对对物物体体做做的的功功，同同理理可可得得46
9、 s内内合合外外力力的的功功为为零零，则则平平均均功功率率等等于于零零，选选项项A、D均均正正确确；同同理理可可得得，02 s内内与与04 s内内合合外外力力的的功功相相同同，但但时时间间不不相相等等，故故平平均均功功率率不不相相同同，选选项项C错错误误；2 s末末、6 s末末速速度度大大小小相相等等，但但2 s末末的的合合外外力力小小于于6 s末末的的合合外外力，故力，故2 s末合外力末合外力 的功率小于的功率小于6 s末合外力的功率，选项末合外力的功率，选项B错误错误1对对“外力外力”的两点理解的两点理解(1)“外外力力”指指的的是是合合力力，重重力力、弹弹力力、摩摩擦擦力力、电电场场力力
10、、磁磁场场力力或或其其他他力力，他他们可以同时作用，也可以不同时作用们可以同时作用，也可以不同时作用(2)既可以是恒力，也可以是变力既可以是恒力，也可以是变力一对动能定理的理解一对动能定理的理解2“”体现的两个关系体现的两个关系例例1(2018湖湖北北宜宜昌昌模模拟拟)一一辆辆汽汽车车在在平平直直公公路路上上行行驶驶，在在汽汽车车的的速速度度从从0增增大大到到v的的过过程程中中，发发动动机机做做的的功功为为W1；在在汽汽车车的的速速度度从从v增增大大到到2v的的过过程程中中，发发动动机机做做的功为的功为W2.设汽车在行驶过程中所受阻力和发动机的牵引力都不变，则有设汽车在行驶过程中所受阻力和发动
11、机的牵引力都不变，则有()AW22W1BW23W1CW24W1DW2W1B应用动能定理解题应抓好应用动能定理解题应抓好“两状态一过程两状态一过程”“两两状状态态”，即即明明确确研研究究对对象象的的始始、末末状状态态的的速速度度或或动动能能情情况况；“一一过过程程”，即即明明确确研研究究过过程程，确确定定这这一一过过程程研研究究对对象象的的受受力力情情况况和和位位置置变变化化或或位位移移信信息息高高中中阶段动能定理中的位移和速度应以地面或相对地面静止的物体为参考系阶段动能定理中的位移和速度应以地面或相对地面静止的物体为参考系例例2(2018河河南南郑郑州州模模拟拟)2014年年全全国国多多地地雾
12、雾霾霾频频发发，且且有有愈愈演演愈愈烈烈的的趋趋势势，空空气气质质量量问问题题备备受受关关注注在在雾雾霾霾天天气气下下，能能见见度度下下降降，机机动动车车行行驶驶速速度度降降低低，道道路路通通行行效效率率下下降降，对对城城市市快快速速路路、桥桥梁梁和和高高速速公公路路的的影影响响很很大大，已已知知汽汽车车保保持持匀匀速速正正常常行行驶驶时时受受到到的的阻阻力力为为Ff10.2mg，刹刹车车时时受受到到的的阻阻力力为为Ff20.5mg，重重力力加加速速度度为为g10 m/s2.(1)若若汽汽车车在在雾雾霾霾天天行行驶驶的的速速度度为为v136 km/h，则则刹刹车车后后经经过过多多长长时时间间才
13、才会会停停下下来？来？(2)若若前前车车因因故故障障停停在在车车道道上上，当当质质量量为为m1 200 kg的的后后车车距距离离已已经经停停止止的的前前车车为为x22.5 m处紧急刹车，刚好不与前车相撞，则后车正常行驶时的功率为多大？处紧急刹车，刚好不与前车相撞，则后车正常行驶时的功率为多大？二动能定理的应用二动能定理的应用解决物理图象问题的基本步骤解决物理图象问题的基本步骤(1)观观察察题题目目给给出出的的图图象象，弄弄清清纵纵坐坐标标、横横坐坐标标所所对对应应的的物物理理量量及及图图线线所所表表示示的的物理意义物理意义(2)根据物理规律推导出纵坐标与横坐标所对应的物理量间的函数关系式根据物
14、理规律推导出纵坐标与横坐标所对应的物理量间的函数关系式(3)将将推推导导出出的的物物理理规规律律与与数数学学上上与与之之相相对对应应的的标标准准函函数数关关系系式式相相对对比比，找找出出图图线线的的斜斜率率、截截距距、图图线线的的交交点点，以以及及图图线线下下的的面面积积所所对对应应的的物物理理意意义义，分分析析解解答答问问题或者利用函数图线上的特定值代入函数关系式求物理量题或者利用函数图线上的特定值代入函数关系式求物理量三动能定理与图象结合问题三动能定理与图象结合问题例例3(2017湖湖北北黄黄石石调调研研)用用传传感感器器研研究究质质量量为为2 kg的的物物体体由由静静止止开开始始做做直直
15、线线运运动动的的规规律律时时，在在计计算算机机上上得得到到06 s内内物物体体的的加加速速度度随随时时间间变变化化的的关关系系如如图图所所示示下下列列说法正确的是说法正确的是()A06 s内物体先向正方向运动，后向负方向运动内物体先向正方向运动，后向负方向运动B06 s内物体在内物体在4 s时的速度最大时的速度最大C物体在物体在24 s内速度不变内速度不变D04 s内内合合力力对对物物体体做做的的功功等等于于06 s内内合合力力做做的功的功D图象所围图象所围“面积面积”的意义的意义(1)vt图：由公式图：由公式xvt可知，可知，vt图线与坐标轴围成的面积表示物体的位移图线与坐标轴围成的面积表示
16、物体的位移(2)at图图：由由公公式式vat可可知知，at图图线线与与坐坐标标轴轴围围成成的的面面积积表表示示物物体体速速度度的的变化量变化量(3)Fx图图：由由公公式式WFx可可知知，Fx图图线线与与坐坐标标轴轴围围成成的的面面积积表表示示力力所所做做的的功功(4)Pt图图：由由公公式式WPt可可知知，Pt图图线线与与坐坐标标轴轴围围成成的的面面积积表表示示力力所所做做的的功功1圆圆周周运运动动属属于于曲曲线线运运动动，若若只只涉涉及及位位移移和和速速度度而而不不涉涉及及时时间间，应应优优先先考考虑虑用动能定理列式求解用动能定理列式求解2用用动动能能定定理理解解题题，关关键键是是对对研研究究
17、对对象象进进行行准准确确的的受受力力分分析析及及运运动动过过程程分分析析，并画出物体运动过程的草图，让草图帮助我们理解物理过程和各量关系并画出物体运动过程的草图，让草图帮助我们理解物理过程和各量关系四动能定理与圆周运动结合四动能定理与圆周运动结合动能定理在圆周运动中的应用动能定理在圆周运动中的应用竖竖直直面面内内圆圆周周运运动动经经常常考考查查最最高高点点和和最最低低点点，最最高高点点的的速速度度和和最最低低点点的的速速度度可可以通过动能定理联系起来，所以竖直面内的圆周运动经常和动能定理结合考查以通过动能定理联系起来，所以竖直面内的圆周运动经常和动能定理结合考查1运运用用动动能能定定理理解解决
18、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，可可以以选选择择一一个个、几几个个或或全全部部子子过过程作为研究过程程作为研究过程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做功时，要注意运用它们的做功特点：功时，要注意运用它们的做功特点：(1)重力的功取决于物体的初、末位置，与路径无关重力的功取决于物体的初、末位置，与路径无关(2)大小恒定的阻力或摩擦力做的功等于力的大小与路程的乘积大
19、小恒定的阻力或摩擦力做的功等于力的大小与路程的乘积五用动能定理解决多过程问题五用动能定理解决多过程问题例例5(2018湖湖南南联联考考)如如图图所所示示，光光滑滑的的水水平平轨轨道道MN右右端端N处处与与水水平平传传送送带带理理想想连连接接，传传送送带带水水平平长长度度L1.6 m，皮皮带带以以恒恒定定速速率率v逆逆时时针针匀匀速速运运动动，传传送送带带的的右右端端平平滑滑连连接接着着一一个个固固定定在在竖竖直直平平面面内内、半半径径为为R0.4 m的的光光滑滑半半圆圆轨轨道道PQ；质质量量为为m0.2 kg且且可可视视为为质质点点的的滑滑块块A置置于于水水平平导导轨轨MN上上，开开始始时时滑
20、滑块块A与与墙墙壁壁之之间间有有一一压压缩缩的的轻轻弹弹簧簧，系系统统处处于于静静止止状状态态，现现松松开开滑滑块块A，弹弹簧簧伸伸长长，滑滑块块脱脱离离弹弹簧簧后后滑滑上上传传送送带带，从从右右端端滑滑出出并并沿沿半半圆圆轨轨道道运运动动到到最最高高点点Q后后水水平平飞飞出出，又又正正好好落落回回N点点已知滑块已知滑块A与传送带之间的动摩擦因数与传送带之间的动摩擦因数0.25，取，取g10 m/s2.求：求：(1)滑块滑块A在半圆轨道在半圆轨道P处对轨道的压力；处对轨道的压力；(2)压缩的轻弹簧的弹性势能压缩的轻弹簧的弹性势能Ep.1如如图图所所示示，在在水水平平桌桌面面的的边边角角有有一一
21、轻轻质质光光滑滑的的定定滑滑轮轮K，一一条条不不可可伸伸长长的的轻轻绳绳绕绕过过K分分别别与与物物块块A、B相相连连，A、B的的质质量量分分别别为为mA、mB，开开始始时时系系统统处处于于静静止止状状态态现现用用一一水水平平恒恒力力F拉拉物物块块A，使使物物块块B上上升升已已知知当当B上上升升距距离离为为h时时，B的的速速度为度为v.求此过程中物块求此过程中物块A克服摩擦力所做的功克服摩擦力所做的功(重力加速度为重力加速度为g)2(2018宁宁夏夏银银川川调调研研)质质量量M500 t的的机机车车，以以恒恒定定的的功功率率从从静静止止出出发发，经经过时间过时间t5 min在水平路面上行驶在水平
22、路面上行驶l2.25 km，速度达到最大值，速度达到最大值vm54 km/h.求：求：(1)机车的功率；机车的功率；(2)机车在运动过程中受到的平均阻力的大小机车在运动过程中受到的平均阻力的大小3(2018安安徽徽安安庆庆调调研研)如如图图所所示示，用用跨跨过过光光滑滑定定滑滑轮轮的的缆缆绳绳将将海海面面上上一一艘艘失失去去动动力力的的小小船船沿沿直直线线拖拖向向岸岸边边已已知知拖拖动动缆缆绳绳的的电电动动机机功功率率恒恒为为P，小小船船的的质质量量为为m，小小船船受受到到的的阻阻力力大大小小恒恒为为Ff，经经过过A点点时时的的速速度度大大小小为为v0，小小船船从从A点点沿沿直直线线加加速速运
23、动到运动到B点经历时间为点经历时间为t，A、B两点间距离为两点间距离为d，缆绳质量忽略不计求：，缆绳质量忽略不计求：(1)小船从小船从A点运动到点运动到B点的全过程克服阻力做的功点的全过程克服阻力做的功Wf；(2)小船经过小船经过B点时的速度大小点时的速度大小v1；(3)小船经过小船经过B点时的加速度大小点时的加速度大小a.4(2018江江苏苏南南京京模模拟拟)如如图图所所示示，在在水水平平地地面面上上固固定定一一倾倾角角为为的的光光滑滑斜斜面面，一一劲劲度度系系数数为为k的的轻轻质质弹弹簧簧的的一一端端固固定定在在斜斜面面底底端端，整整根根弹弹簧簧处处于于自自然然状状态态一一质质量量为为m的
24、的滑滑块块从从距距离离弹弹簧簧上上端端s处处由由静静止止释释放放，设设滑滑块块与与弹弹簧簧接接触触过过程程中中没没有有能能量量损损失，弹簧始终处在弹性限度内，重力加速度为失，弹簧始终处在弹性限度内，重力加速度为g.(1)求滑块从释放到与弹簧上端接触瞬间所经历的时间求滑块从释放到与弹簧上端接触瞬间所经历的时间t.(2)若若滑滑块块在在沿沿斜斜面面向向下下运运动动的的整整个个过过程程中中最最大大速速度度为为vm，求求滑滑块块从从释释放放到到速速度度为为vm的过程中弹簧的弹力所做的功的过程中弹簧的弹力所做的功W. 答题送检答题送检 来自阅卷名师报告来自阅卷名师报告1(2018山山东东济济南南模模拟拟
25、)一一个个劲劲度度系系数数k800 N/m的的轻轻质质弹弹簧簧，两两端端分分别别连连接接着着质质量量均均为为m12 kg的的物物体体A和和B，将将它它们们竖竖直直静静止止地地放放在在水水平平地地面面上上，如如图图所所示示施施加加一一竖竖直直向向上上的的变变力力F在在物物体体A上上，使使物物体体A由由静静止止开开始始向向上上做做匀匀加加速速运运动动，当当t0.4 s时时物物体体B刚刚好好离离开开地地面面(设设整整个个匀匀加加速速过过程程弹弹簧簧都都处处于于弹弹性性限限度度内内，g取取10 m/s2)求：求：(1)此过程中物体此过程中物体A的加速度的大小；的加速度的大小；(2)此过程中外力此过程中
26、外力F所做的功所做的功2(2018山山东东济济南南模模拟拟)如如图图所所示示，在在水水平平的的桌桌面面上上，有有一一光光滑滑的的弧弧形形轨轨道道，其其底底端端恰恰好好与与光光滑滑水水平平桌桌面面相相切切右右侧侧有有一一竖竖直直放放置置的的光光滑滑圆圆弧弧轨轨道道MNP，轨轨道道半半径径R0.8 m，MN为为其其竖竖直直直直径径，P点点到到桌桌面面的的竖竖直直距距离离也也是是R.质质量量mB2.0 kg的的小小物物块块B静静止止在在水水平平桌桌面面上上，质质量量mA2.0 kg的的小小物物块块A从从距距离离水水平平桌桌面面某某一一高高度度h的的S点点沿沿轨轨道道从从静静止止开开始始下下滑滑，经经过过弧弧形形轨轨道道的的最最低低点点Q滑滑上上水水平平桌桌面面与与B相相碰碰，碰碰后后两两个个物物体体交交换换速速度度，然然后后小小物物块块B从从桌桌面面右右边边缘缘D点点飞飞离离桌桌面面，最最后后恰恰好好由由P点点沿沿圆圆轨轨道切线落入圆轨道已知重力加速度道切线落入圆轨道已知重力加速度g10 m/s2，求：，求：(1)小物块小物块B离开离开D点时的速度点时的速度vD；(2)S与与Q的竖直高度的竖直高度h；(3)分析判断小物块分析判断小物块B能否沿圆轨道到达能否沿圆轨道到达M点点
