2020高考物理一轮复习第五章机械能第2讲动能定理及其应用教案.pdf

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1、【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】1/14 2020高考物理一轮复习第五章机械能第2讲动能定理及其应用教案编 辑：_时 间：_教学资料范本【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】2/14 知识点一动能1.定义：物体由于而具有的能.2.公式：Ek.3.单位：，1 J 1 Nm 1 kg m2/s2.4.标矢 性：动能 是，只 有 正 值，动 能 与速 度 的 方向.5.动 能 的 变 化：物 体与之 差，即 Ek.答案：1.运动2.mv2 3.焦耳4.标量无关5.末动能初动能知识点二动能定理1.内容：在一个过程中合力对物体所做的功，等于物体在这个过程中.2.表达式：W EkEk

2、2Ek1.3.物理意义：的功是物体动能变化的量度.4.适用条件(1)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，也适用于做功.(3)力 可 以 是 各 种 性 质 的 力，既 可 以 同 时 作 用，也 可 以作用.答案：1.动能的变化2.3.合力【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】3/14 4.(1)曲线运动(2)变力(3)分阶段(1)运动的物体具有的能量就是动能.()(2)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.()(3)处于平衡状态的物体动能一定保持不变.()(4)做自由落体运动的物体，动能与下落时间的二次方成正比.()(5)物体在

3、合外力作用下做变速运动，动能一定变化.()(6)物体的动能不变，所受的合外力必定为零.()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)考点动能定理的理解1.合外力做功与物体动能的变化间的关系(1)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，但并不是说动能变化就是合外力做功.(2)因果关系：合外力的功是引起物体动能变化的原因.(3)量纲关系：单位相同，国际单位都是焦耳.2.标量性：动能是标量，功也是标量，所以整个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，以相同大小的初速度不管以什么方向抛出，在最终落到地面速度大小相同的情况下，所列的动能定理的

4、表达式都是一样的.3.相对性：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.4.动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动，既适用于求恒力做功也适用于求变力做功.因使用动能定理可由动能的变化来求功，所以动能定理是求变力做功的首选.【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】4/14 考向 1 对动能定理的理解 典例 1(多选)如图所示，一块长木板B 放在光滑的水平面上，在B上放一物体 A，现以恒定的外力拉B，由于 A、B间摩擦力的作用，A 将在 B 上滑动，以地面为参考系，A、B都向前移动一段距离，在此过程中()A.外力 F做的功等于 A和 B

5、动能的增量B.B 对 A的摩擦力所做的功，等于A的动能增量C.A对 B的摩擦力所做的功，等于B对 A的摩擦力所做的功D.外力 F 对 B做的功等于 B 的动能的增量与B克服摩擦力所做的功之和 解析 A 物体所受的合外力等于B 对 A 的摩擦力，对A 物体运用动能定理，则有B 对 A 的摩擦力所做的功等于A的动能的增量，即B对；A对 B的摩擦力与 B对 A的摩擦力是一对作用力与反作用力，大小相等、方向相反，但是由于A在 B上滑动，A、B相对地的位移不等，故二者做功不等，C错；对 B应用动能定理 WF WFf EkB，即 WF EkB WFf，就是外力 F 对 B做的功，等于 B的动能增量与 B

6、克服摩擦力所做的功之和，D对；由前述讨论知 B克服摩擦力所做的功与A的动能增量(等于 B对 A的摩擦力所做的功)不等，故 A错.答案 BD 变式 1 如图所示，人用手托着质量为m的苹果，从静止开始沿水平方向运动，前进距离L 后，速度为v(苹果与手始终相对静止)，苹果与手掌之间的动摩擦因数为，则下列说法正确的是()A.手对苹果的作用力方向竖直向上B.苹果所受摩擦力大小为mgC.手对苹果做的功为mv2【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】5/14 D.苹果对手不做功答案：C 解析：苹果受手的支持力FN mg、静摩擦力Ff，合力即手对苹果的作用力，方向斜向上，A 错误；苹果所受摩擦力为静摩擦

7、力，不等于mg，B 错误；由动能定理可得，手对苹果的静摩擦力做的功 W mv2，C正确；苹果对手做负功，D错误.考向 2 应用动能定理求变力做功 典例 2(20 xx 海南卷)如图所示，一半径为R 的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高，质量为m的质点自轨道端点P 由静止开始滑下，滑到最低点Q 时，对轨道的正压力为2mg，重力加速度大小为 g.质点自 P滑到 Q的过程中，克服摩擦力所做的功为 ()A.mgR B.mgRC.mgR D.mgR 解析 在 Q 点质点受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，两力的合力充当向心力，所以有FN mg m，FN 2mg，联立解得 v.下滑过程中，根据动能定理

8、可得mgR Wfmv2，解得 WfmgR，所以克服摩擦力做功为mgR，C正确.答案 C 变式 2(20 xx 新课标全国卷)如图所示，一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径POQ 水平.一质量为 m的质点自 P点上方高度 R处由静止开始下落，恰好从P点进入轨道.质点滑到轨道最低点N时，对轨道的压力为4mg，g 为重力加速度的大小.用W表示质点从 P点运动到 N点的过程中克服摩擦力所做的功.则()A.W mgR，质点恰好可以到达Q点B.WmgR，质点不能到达 Q点C.W mgR，质点到达 Q点后，继续上升一段距离【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】6/14 D.Wm

9、gR，质点到达 Q点后，继续上升一段距离答案：C 解析：设质点到达N点的速度为 vN，在 N点质点受到轨道的弹力为FN，则 FNmg，已知 FN FN4mg，则质点到达N点的动能为 EkN mv mgR.质点由开始至 N点的过程，由动能定理得mg 2R WfEkN 0，解得摩擦力做的功为Wf mgR，即克服摩擦力做的功为 W Wf mgR.设从 N到 Q的过程中克服摩擦力做功为W，则 W 0时动能增加，当W0 时，末动能大于初动能，动能增加，当W0 时，末动能小于初动能，动能减少，故C 正确；动能定理不仅适用于直线运动，也适用于曲线运动，不仅适用于恒力做功，也适用于变力做功，故 D错误.2.应

10、用动能定理求变力做功 一个质量为 m的小球，用长为L 的轻绳悬挂于 O点，小球在水平拉力F 作用下，从平衡位置P点很缓慢地移动到 Q点，此时轻绳与竖直方向夹角为，如图所示，则拉力F所做的功为()A.mgLcos B.mgL(1cos)C.FLsin D.FLcos 答案：B 解析：从 P缓慢拉到 Q，由动能定理得：WF WG 0(因为小球缓慢移动，速度可视为零)，即 WF WG mgL(1cos).3.变力做功的计算 如图所示，质量为m的物体与水平转台间的动摩擦因数为，物体与转轴相距R，物体随转台由静止开始转动.当转速增至某一值时，物体即将在转台上滑动，此时转台开始匀速转动(设物体的最大静摩擦

11、力近似等于滑动摩擦力).则在这一过程中摩擦力对物体做的功是()A.0B.2mgRmgRC.2mgR2D.【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】13/14 答案：D 解析：物体即将在转台上滑动但还未滑动时，转台对物体的最大静摩擦力恰好提供向心力，设此时物体做圆周运动的线速度为 v，则有 mg，在物体由静止到获得速度v 的过程中，物体受到的重力和支持力不做功，只有摩擦力对物体做功，由动能定理得W mv2 0，联立解得 W mgR.4.应用动能定理解决多过程问题(多选)一物体从斜面底端以初动能 E 滑向斜面，返回到斜面底端的速度大小为v，克服摩擦力做的功为，若物体以初动能2E滑向斜面，则()

12、A.返回斜面底端时的动能为E3E2返回斜面底端时的动能为B.C.返回斜面底端时的速度大小为2vD.返回斜面底端时的速度大小为v答案：AD 解析：设斜面倾角为，斜面对物体的摩擦力为f，物体以初动能 E 滑向斜面时，在斜面上上升的最远距离为L1，则根据动能定理，在物体沿斜面上升的过程中有GL1sin fL1 0E，在物体沿斜面下降的过程中有GL1sin fL1，联立解得 Gsin 3f.同理，当物体以初动能2E 滑向斜面时，在物体沿斜面上升的过程中有 GL2sin fL2 02E，在物体沿斜面下降的过程中有GL2sin fL2 E，联立解得EE，故 A 正确，B 错误；由mv2，Emv 2，得 v

13、v，故 C错误，D正确.5.动能定理和摩擦力做功的计算 如图所示，ABCD 是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧，BC是水平的，其距离 d0.50 m.盆边缘的高度为h0.30 m.在 A处放一个质量为 m的小物块并让其从静止开始下滑.已知盆内侧壁是光滑的，而盆【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】14/14 底 BC 面与小物块间的动摩擦因数为0.10.小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停的地点到B的距离为()A.0.50 mB.0.25 mC.0.10 mD.0答案：D 解析：设小物块在BC段通过的总路程为s，由于只有水平面上存在摩擦力，则小物块从A 点开始运动到最终静止的整个过程中，摩擦力做功为 mgs，而重力做功与路径无关，由动能定理得：mgh mgs 00，代入数据可解得s3 m.由于 d0.50 m，所以，小物块在 BC段经过 3 次往复运动后，又回到B点.