2013年高考一轮：第五章第2单元动能定理.ppt

答案：答案：D 思维启动思维启动如图如图521所示，力所示，力F将物体将物体m沿沿光滑的水平面，从光滑的水平面，从A点拉至点拉至B点，速点，速度由度由vA增至增至vB，力，力F做功为做功为W，物体，物体动能的增量为动能的增量为Ek，则，则Ek_，图，图521W与与Ek的关系为：的关系为：W_Ek(填填“”、“”或或“”)。答案：答案：2.7105 N知识检索知识检索1总功的计算总功的计算(1)先由力的合成或根据牛顿第二定律求出合力先由力的合成或根据牛顿第二定律求出合力F合合，然，然 后由后由WF合合lcos计算。计算。(2)由由WFlcos计算各个力对物体做的功计算各个力对物体做的功W1、W2、Wn，然后将各个外力所做的功求代数和，即，然后将各个外力所做的功求代数和，即W合合 W1W2Wn。2动能定理公式中等号的意义动能定理公式中等号的意义(1)数量关系：即合外力所做的功与物体动能的变化具有数量关系：即合外力所做的功与物体动能的变化具有 等量代换关系。等量代换关系。(2)单位相同，国际单位都是焦耳。单位相同，国际单位都是焦耳。(3)因果关系：合外力的功是引起物体动能变化的原因。因果关系：合外力的功是引起物体动能变化的原因。典题例析典题例析例例1(双选双选)如图如图523所示，一块所示，一块长木板长木板B放在光滑的水平面上，在放在光滑的水平面上，在B上上放一物体放一物体A，现以恒定的外力拉，现以恒定的外力拉B，由，由于于A、B间摩擦力的作用，间摩擦力的作用，A将在将在B上上 图图523滑动，以地面为参考系，滑动，以地面为参考系，A、B都向前移动一段距离。都向前移动一段距离。在此过程中在此过程中 ()A外力外力F做的功等于做的功等于A和和B动能的增量动能的增量BB对对A的摩擦力所做的功，等于的摩擦力所做的功，等于A的动能增量的动能增量CA对对B的摩擦力所做的功，等于的摩擦力所做的功，等于B对对A的摩擦力所的摩擦力所 做的功做的功D外力外力F对对B做的功等于做的功等于B的动能的增量与的动能的增量与B克服摩克服摩 擦力所做的功之和擦力所做的功之和解析解析A物体所受的合外力等于物体所受的合外力等于B对对A的摩擦力，对的摩擦力，对A物物体运用动能定理，则有体运用动能定理，则有B对对A的摩擦力所做的功等于的摩擦力所做的功等于A的的动能的增量，即动能的增量，即B对。对。A对对B的摩擦力与的摩擦力与B对对A的摩擦力是的摩擦力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，但是由一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，但是由于于A在在B上滑动，上滑动，A、B对地的位移不等，故二者做功不等，对地的位移不等，故二者做功不等，C错。对错。对B应用动能定理，应用动能定理，WFWFfEkB，即，即WFEkB WFf就是外力就是外力F对对B做的功，等于做的功，等于B的动能增量的动能增量与与B克服摩擦力所做的功之和，克服摩擦力所做的功之和，D对。由前述讨论知对。由前述讨论知B克克服摩擦力所做的功与服摩擦力所做的功与A的动能增量的动能增量(等于等于B对对A的摩擦力所的摩擦力所做的功做的功)不等，故不等，故A错。错。答案答案BD1.如如图图524所示，所示，质质量相等的物体量相等的物体A 和物体和物体B与地面与地面间间的的动动摩擦因数相等，摩擦因数相等，在力在力F的作用下，一起沿水平地面向的作用下，一起沿水平地面向 右移右移动动x，则则 ()图图524 A摩擦力摩擦力对对A、B做功相等做功相等 BA、B动动能的增量相同能的增量相同 CF对对A做的功与做的功与F对对B做的功相等做的功相等 D合外力合外力对对A做的功与合外力做的功与合外力对对B做的功不相等做的功不相等 拓展训练拓展训练 解析：解析：因因F斜向下作用在物体斜向下作用在物体A上，上，A、B受的摩擦力不相同，受的摩擦力不相同，因此，摩擦力对因此，摩擦力对A、B做的功不相等，做的功不相等，A错误；但错误；但A、B两物两物体一起运动，速度始终相同，故体一起运动，速度始终相同，故A、B动能增量一定相同，动能增量一定相同，B正确；正确；F不作用在不作用在B上，不能说上，不能说F对对B做功，做功，C错误；错误；合外力对物体做的功应等于物体动能增量，故合外力对物体做的功应等于物体动能增量，故D错误。错误。答案：答案：B知识检索知识检索(1)正确分析物体受力，要考虑物体受到的所有力，包括正确分析物体受力，要考虑物体受到的所有力，包括 重力。重力。(2)要弄清各力做功情况，计算时应把已知功的正、负代要弄清各力做功情况，计算时应把已知功的正、负代 入动能定理表达式。入动能定理表达式。(3)有些力在物体运动全过程中不是始终存在，导致物体有些力在物体运动全过程中不是始终存在，导致物体的运动包括几个物理过程，物体运动状态、受力情况的运动包括几个物理过程，物体运动状态、受力情况均发生变化，因而在考虑外力做功时，必须根据不同均发生变化，因而在考虑外力做功时，必须根据不同情况分别对待。情况分别对待。(4)在应用动能定理解决问题时，动能定理中的位移、速度在应用动能定理解决问题时，动能定理中的位移、速度各物理量都要选取同一个惯性参考系，一般都选地面各物理量都要选取同一个惯性参考系，一般都选地面为参考系。为参考系。(5)功和动能都是标量，动能定理表达式是一个标量式，不功和动能都是标量，动能定理表达式是一个标量式，不 能在某一个方向上应用动能定理。能在某一个方向上应用动能定理。典题例析典题例析例例2如图如图525甲所示，一质量为甲所示，一质量为m1 kg的物块静止的物块静止在粗糙水平面上的在粗糙水平面上的A点，从点，从t0时刻开始，物块在按如图乙时刻开始，物块在按如图乙所示规律变化的水平力所示规律变化的水平力F的作用下向右运动，第的作用下向右运动，第3 s末物块末物块运动到运动到B点且速度刚好为点且速度刚好为0，第，第5 s末物块刚好回到末物块刚好回到A点，已点，已知物块与粗糙水平面间的动摩擦因数知物块与粗糙水平面间的动摩擦因数0.2，g取取10 m/s2，求：求：图图525(1)A、B间的距离；间的距离；(2)水平力水平力F在在5 s时间内对物块所做的功。时间内对物块所做的功。审题指导审题指导解答本题时应注意以下两点：解答本题时应注意以下两点：(1)03 s内力内力F为变力。为变力。(2)3 s5 s内物块做初速度为零的匀加速运动。内物块做初速度为零的匀加速运动。答案答案(1)4 m(2)24 J拓展训练拓展训练 2.质量质量m1 kg的物体，在水平拉力的物体，在水平拉力F(拉力方向与物体初速度方向相同拉力方向与物体初速度方向相同)的作用下，沿粗糙水平面运动，经的作用下，沿粗糙水平面运动，经过位移过位移4 m时，拉力时，拉力F停止作用，运停止作用，运 图图526动到位移是动到位移是8 m时物体停止，运动过程中时物体停止，运动过程中Eks的图线如的图线如图图526所示。所示。(g取取10 m/s2)求：求：(1)物体的初速度多大；物体的初速度多大；(2)物体和水平面间的动摩擦因数为多大；物体和水平面间的动摩擦因数为多大；(3)拉力拉力F的大小。的大小。答案：答案：(1)2 m/s(2)0.25(3)4.5 N1(2011新课标全国卷改编新课标全国卷改编)一质点开始时做匀速直线运一质点开始时做匀速直线运 动，从某时刻起受到一恒力作用。此后，该质点的动动，从某时刻起受到一恒力作用。此后，该质点的动 能不可能是能不可能是()A一直增大一直增大B先逐渐减小至零，再逐渐增大先逐渐减小至零，再逐渐增大C先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小D先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大解析：解析：当力的方向与速度方向相同或与速度方向的夹角小当力的方向与速度方向相同或与速度方向的夹角小于于90时，物体的速度逐渐增大，动能逐渐增大；当力的方时，物体的速度逐渐增大，动能逐渐增大；当力的方向与速度方向相反时，物体做匀减速运动，速度逐渐减小向与速度方向相反时，物体做匀减速运动，速度逐渐减小到零后反向逐渐增大，因此动能先减小后增大；当力的方到零后反向逐渐增大，因此动能先减小后增大；当力的方向与速度的方向夹角大于向与速度的方向夹角大于90小于小于180时，力的方向与速度时，力的方向与速度的方向夹角逐渐减小，速度先逐渐减小，直到夹角等于的方向夹角逐渐减小，速度先逐渐减小，直到夹角等于90时速度达到最小值，而后速度逐渐增大，故动能先逐渐减时速度达到最小值，而后速度逐渐增大，故动能先逐渐减小到某一非零的最小值，再逐渐增大。故选项小到某一非零的最小值，再逐渐增大。故选项A、B、D正正确，确，C错误。错误。答案：答案：C2.（双选）（双选）(2012湛江模拟湛江模拟)物体在合外物体在合外 力作力作 用用 下做直线运动的下做直线运动的vt图像如图图像如图 52 7所示。下列表述正确的是所示。下列表述正确的是 ()图图527A在在02 s内，合外力总是做负功内，合外力总是做负功 B在在12 s内，合外力不做功内，合外力不做功C在在03 s内，合外力做功为零内，合外力做功为零D在在01 s内比内比13 s内合外力做功快内合外力做功快解析：解析：由物体的速度图像，根据动能定理可知在由物体的速度图像，根据动能定理可知在02 s内内物体先加速后减速，合外力先做正功后做负功，物体先加速后减速，合外力先做正功后做负功，A错；根错；根据动能定理得据动能定理得03 s内合外力做功为零，内合外力做功为零，12 s内合外力内合外力做负功，做负功，C对，对，B错；在错；在01 s内比内比13 s内合外力做功快，内合外力做功快，D对。对。答案：答案：CD3(2010福建高考福建高考)如图如图528甲所示，质量不计的弹簧甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，竖直固定在水平面上，t0时刻，将一金属小球从弹簧时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间随时间t变化的图变化的图像如图乙所示，则像如图乙所示，则()图图528At1时刻小球动能最大时刻小球动能最大Bt2时刻小球动能最大时刻小球动能最大Ct2t3这段时间内，小球的动能先增加后减少这段时间内，小球的动能先增加后减少Dt2t3这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的 弹性势能弹性势能解析：解析：在在t1时刻，小球刚好与弹簧接触，重力大于弹力，合时刻，小球刚好与弹簧接触，重力大于弹力，合外力与速度方向一致，故小球继续加速，即小球动能继续增外力与速度方向一致，故小球继续加速，即小球动能继续增加，加，A项错；在项错；在t2时刻弹簧弹力最大，说明弹簧被压缩到最时刻弹簧弹力最大，说明弹簧被压缩到最短，此时，小球速度为零，短，此时，小球速度为零，B项错；项错；t2t3过程中，弹簧从压过程中，弹簧从压缩量最大逐渐恢复到原长，在平衡位置时，小球动能最大，缩量最大逐渐恢复到原长，在平衡位置时，小球动能最大，所以小球的动能先增大后减小，所以小球的动能先增大后减小，C项正确；项正确；t2t3过程中小球过程中小球和弹簧组成的系统机械能守恒，故小球增加的动能与重力势和弹簧组成的系统机械能守恒，故小球增加的动能与重力势能之和等于弹簧减少的弹性势能，能之和等于弹簧减少的弹性势能，D项错。项错。答案：答案：C4.(2012长沙质检长沙质检)如图如图529所示，所示，轻弹簧左端固定在竖直墙上，右端轻弹簧左端固定在竖直墙上，右端 点在点在O位置，质量为位置，质量为m的物块的物块A(可视可视 图图529 为质点为质点)以初速度以初速度v0从距从距O点右方点右方s0的的P点处向左运动，与点处向左运动，与 弹簧接触后压缩弹簧，将弹簧右端压到弹簧接触后压缩弹簧，将弹簧右端压到O点位置后，点位置后，A又又 被弹簧弹回，被弹簧弹回，A离开弹簧后，恰好回到离开弹簧后，恰好回到P点，物块点，物块A与水平与水平 面间的动摩擦因数为面间的动摩擦因数为。求：。求：(1)物块物块A从从P点出发又回到点出发又回到P点的过程，克服摩擦力点的过程，克服摩擦力所做的功。所做的功。(2)O点和点和O点间的距离点间的距离s1。