第14讲正文公开课.docx

2022全品选考复习方案物理浙江省第14讲动能动能定理/理清脉络自测判断/知识自查必备【知识总览】1定义一物体由于运动而具有的能量动能定理及其应用公式f & =;小卢;单位:焦耳,符号:J动能（ 一矢标性一动能是标量，且只有正值动能的变化量f AEk =内容一合外力在一个过程中对物体所做的功等于 物体在这个过程中动能的变化表达式f “合=a2-a1动能定理0 物理意义一合外力做的功是物体动能变化的量度、工_ 保适用于直线运动，也适用于曲线运动 适用范围（既适用于恒力做功，也适用于变力做功【区分明理】 一定质量的物体动能变化时，速度一定变化,但速度变化时，动能不一定变化.（）动能不变的物体一定处于平衡状态.（）如果物体所受的合外力为零,那么合外力对物体做功一定为零.（）物体在合外力作用下做变速运动时，动能一定变化.（）物体的动能不变时，所受的合外力一定为零.（）选择不同的参考系，动能可能为负值.（）、考点互动探究/明确考向精讲透练/考点一动能定理的理解1 .动能定理说明了合外力做的功与物体动能的变化间的关系数量关系:合外力做的功与物体动能的变化具有等量代换关系，但并不是说动能的变化就是合外力做的功.囚果关系:合外力做功是物体动能变化的原囚.单位关系:单位相同，国际单位都是焦耳.动能是标量，功也是标量，所以动能定理是一个标量式，不存在方向的选取问题.当然动能定理也就不存在分量的表达式.例如，将物体以相同大小的初速度不管从什么方向抛出假设最终落到地面时速度大小相同，所列的动能定理的表达式都是一样的.2 .高中阶段动能定理中的位移和速度必须相对于同一个参考系，一般以地面或相对地面静止的物体为参考系.例1 （多项选择）如图14-1所示，电梯质量为现在它的水平底板上放置一质量为R的物体.电梯在钢索的拉力作用下做竖直向上的加速运动，当电梯的速度由匕增大到匕，时，上升高度为那么在这个过程中，以下说法正确的选项是（重力加速度为g）（）图 14-1A.对物体，动能定理的表达式为必当/必必,其中/为支持力做的功B.对物体，动能定理的表达式为加合力，其中川合为合力做的功C.对物体，动能定理的表达式为八哨吟读哈其中。'为支持力做的功D.对电梯，其所受合力做功为;阚变式题如图14-2所示,质量为的木块静止在光滑的水平面上,质量为力的子弹以速度外沿水平方向射入木块，并最终留在 木块中与木块一起以速度-运动.当子弹相对木块静止时，木块前进的距离为子弹进入木块的深度为s.假设木块对子弹 的阻力的大小/视为恒定，那么以下关系式中错误的选项是（）图 14-2A. FLMvFsrnvB. FsITIVq 切切7)vD.肛+Q与蝙冬/要点总结.动能定理说明了合外力对物体所做的功和动能变化间的因果关系和数量关系，不可理解为功转变成了物体的动能.1 .合外力做的功为零时，合外力不一定为零（如匀速圆周运动），物体不一定处于平衡状态.考点二动能定理的应用.应用动能定理的优越性 既适用于直线运动，也适用于曲线运动.既适用于恒力做功，也适用于变力做功.力可以是各种性质的力，既可以同时作用,也可以分阶段作用.1 .应用动能定理解题的一般步骤-解方程、讨论结果)例2 2020 桐庐中学模拟如图14-3所示,光滑斜面的顶端固定一弹簧，一质量为力的小球向右滑行，并冲上固定在地面上的斜面.设小球在斜面最低点A时的速度为匕压缩弹簧至。点时弹簧最短，。点距地面高度为重力加速度为g那么小球从1到。的过程中弹簧弹力做的功是（）A图 14-3A. /ngh-/nv B. nv-mghC. -mghD. (mgh + mv2变式题1如图14M甲所示为历史上著名的襄阳炮，因在公元1267-1273年的宋元襄阳之战中使用而得名，其实质就是一种大 型抛石机.它采用杠杆式原理，由一根横杆和支架构成,横杆的一端固定重物，另一端放置石袋，发射时用绞车将放置石袋的一端用力往下拽,而后突然松开，囚为重物的牵缀，长臂会猛然翘起，石袋里的巨石就被抛出,其工作原理可以简化为图乙.假设横杆的质量不计，将一质量为勿=10 kg、可视为质点的石块装在横杆长臂与转轴点相距/，石川的末端口袋中，在转轴短臂右端固定一重物M发射之前先利用外力使石块静止在地面上的4点，静止时长臂与水平面的夹角a 47。，解除外力后石块被发射,当长臂转到竖直位置时立即停止运动，石块被水平抛出，落在水平地面上，石块落地位置与。点的水平距离 之0叫空气阻力不计,g取10 m/$2,那么（）甲乙图 14-4A.石块水平抛出时的初速度为10V5 m/sB.石块水平抛出时的初速度为20 m/sC.从火点到最高点的过程中，长臂对石块做的功为2050 JD.从1点到最高点的过程中，长臂对石块做的功为2500 J变式题2 2020 湖州、衢州、丽水质检如图14甘所示，一半径为尺粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置在水 平面上，直径制水平.一质量为/的物块（可视为质点）自点上方2处由静止开始下落,恰好从点进入轨道.物块第一 次飞离。点后上升的最大高度为片A，点为轨道最低点用/表示物块第一次从点运动到八点的过程中克服摩擦力所做的功 （不计空气阻力,重力加速度为0,那么（）A.吟侬用物块第一次回落后恰能返回到，点B.花侬片物块第一次回落后恰能返回到P点、C.生勃朝物块第一次回落，经夕点后，将继续上升一段距离D.川苗侬物块第一次回落，经夕点后，将继续上升一段距离要点总结应用动能定理的考前须知动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系的，一般以地面或相对地面静止的物体为参考系.应用动能定理的关键在于对研究对象进行准确地受力分析及运动过程分析，并画出运动过程的草图，借助草图理解物理过程 之间的关系.当物体的运动包含多个不同过程时,可分段应用动能定理求解;当所求解的问题不涉及中间的速度时,也可以全过程应用动 能定理求解,这样更简便.列动能定理方程时，必须明确各力做功的正、负，确实难以判断的先假定为正功，最后根据结果加以检验.考点三动能定理的图像问题解决物理图像问题的基本步骤明确图像的种类（如图像、图像等）挖掘图像的隐含条件，求出所需物理量（如*，图像求位移、八X图像求功等）求总功时注意各分力做功的情况 、明确待求量和量的关系例3如图14与甲所示，一竖直面内的轨道由粗糙斜面/切和光滑圆弧轨道组成，然与 9相切于尻点，。为圆弧轨道的最 低点.将一小物块置于轨道/以上离地面高为处由静止下滑，可用力传感器测出其经过C点时对轨道的压力大小凡现将小 物块放在/比上不同高度处，让从零开始逐渐增大，传感器测得小物块每次从不同高度处下滑到。点时对轨道的压力大小居 得到如图乙所示的两段直线刃和且/。反向延长线与纵轴交点坐标值为2. 5 N,g取10 mA?.求：图 14-6小物块的质量，及圆弧轨道的半径R, 轨道勿所对圆心角;小物块与斜面力方间的动摩擦因数.变式题1从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的阻力作用.距地面高度力在3 nl以内时，物体上升、下落过程中动能反随h的变化如图14-7所示.重力加速度取10 m/s2.以下说法正确的选项是（）图 14-7A.物体上升过程受到的阻力为1 NB.物体下降过程所受合力为7 NC.物体的质量为1 kgD.物体的质量为0. 5 kg变式题一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处.物块初动能为氏2。,与斜面间的动摩擦因数不变，那么该过程中,物块的动能氐与位移x关系的图线是图14-8中的（）图 14-8D考点四 动能定理解决单体多过程问题【解答规范】运用动能定理解决问题时，有两种思路:一种是全过程列式，另一种是分段列式.全过程列式时，涉及重力、弹簧弹力、大小恒定的阻力或摩擦力做功时，要注意运用它们的做功特点：重力做的功取决于物体的初、末位置，与路径无关；大小恒定的阻力或摩擦力做的功的绝对值等于力的大小与路程的乘积；弹簧弹力做功与路径无关.例4 （16分）2020 衢州四校联考旧物循环再利用是保护环境的一种表达.某学校举办了一次旧物改造大赛，其中有一同学 利用旧纸板和铝片改造的赛车轨道小玩具引起了许多人的关注.赛车轨道"的简易模型如图143所示DE和EF 段都是粗糙直轨道,动摩擦因数为0. 2,加段的倾角石3°工样0.5叫户0.3叫其余轨道不计摩擦.回段是半径八4.4 m的 圆弧轨道,圆心角。二37。，与直轨道相切于点、。点，竖直圆轨道半径连4）. 2 m,最低点错开，段水平.一辆质量为月）.2 kg 的玩具赛车（可看成质点）从1点由静止释放，恰好能通过竖直圆轨道,不考虑点和少点的能量损失.（cos 37° 4）. 8,sin 37° 4）. 6,g取 10 m/s2）求赛车过。点时对轨道的压力；求四段的距离；假设赛车恰好可以停在周;段，求赛车释放点与8点的距离L的范围.图 14-9变式题1 2020 杭州质检如图14-10所示，长为/产1 m的粗糙直轨道切与光滑的八分之五圆轨道比方相切于幻点且平滑连接.图中的。点为圆弧轨道的圆心，且及0、。位于同一条竖直线上仍为圆弧轨道的最高点）以0、力于同一条水平线上，且 仍与OA的夹角为45° （仍垂直于A片.现将一质量为m=1 kg的小球（可视为质点）从月点以沿直轨道月方方向的初速度的释放,小球与直轨道力8间的动摩擦因数等，重力加速度g取10 m/s2.假设00m/s,求小球第一次经过。点时的速度大小;假设的刃m/s,求整个运动过程中小球对。点压力的最小值;假设要小球能在运动过程中，既不中途脱离圆弧轨道,又能再一次回到/点，求百的取值.图 14-10变式题2 2020 浙江十校联考如图14-11所示，有一圆弧形的槽/的槽底8放在水平地面上，槽的两侧4 C分别与光滑斜坡aa '、bb '相切，相切处a、 b位于同一水平面内，距水平地面高度为h.一质量为m的小物块从斜坡aa'上距水平面的的高度为2力处沿斜坡自由滑下，并自a处进入槽内，到达。处后沿斜坡仍'向上滑行，到达的最高处距水平面池的高度为加假设槽 内的动摩擦因数处处相同，不考虑空气阻力，且重力加速度为g那么图 14-11A.小物块第一次从a处运动到力处的过程中克服摩擦力做功为mghB.小物块第一次经过夕点时的动能等于2. 3mghC.小物块第二次运动到a处时速度为零D.经过足够长的时间后，小物块最终一定停在B处®要点总结往复运动问题的过程比拟复杂，但这类问题往往有一定的规律.学生在分析这类问题时常把眼光盯在细节上，忽略问题的宏观特性，使思维陷入死循环而丢分.有些问题中物体的运动过程具有重复性、往返性，而描述运动的物理量多数是 变化的，且重复次数常常是无限次或者很难确定.求解这类问题时假设运用牛顿运动定律及运动学公式将非常繁琐，甚至无法解 出.而动能定理只关注物体的初、末状态，不关注运动过程的细节，所以用动能定理可方便快捷地分析这类问题.