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高考物理一輪專題 動能定律及其應用突破課件 魯科版

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1、 1動能 (1)定義:物體由于 而具有的能叫做動能物體的動能跟物體的 和 都有關系,物體的 越大,越大,它的動能越大 (2)公式:Ek 運動運動質量質量質量質量速度速度速度速度 (3)單位:動能的單位與功的單位相同,在國際單位制中都是 2動能定理 (1)內容:合外力對物體所做的功等于物體 (2)表達式:WEk2Ek1. (3)動能定理的適用條件:動能定理既適用于直線運動,也適用于;既適用于恒力做功,也適用于;力可以是各種性質的力,既可以同時作用,也可以分階段作用焦耳焦耳動能的變化動能的變化曲線運動曲線運動變力做功變力做功 考點一對動能定理的理解 1動能定理的計算式為標量式,計算外力對物體做的總

2、功時,應明確各個力所做功的正負,然后求所有外力做功的代數(shù)和;求動能變化時,應明確動能沒有負值,動能的變化為末動能減初動能 2位移和速度必須是相對于同一個參考系,一般以地面為參考系 3動能定理應用廣泛,直線運動、曲線運動,恒力做功、變力做功,同時做功、分段做功各種情況均適用 4動能定理既適用于一個持續(xù)的過程,也適用于分段過程的全過程 5動能定理公式中等號的意義:等號表明合外力做功與物體動能的變化間的三個關系 (1)數(shù)量相等即通過計算物體動能的變化,求合外力的功,進而求得某一力的功 (2)單位相同,都是焦耳 (3)因果關系:合外力的功是物體動能變化的原因 【技巧提示】功不是“動能增量”,也不是“功

3、轉變成動能”,而是“功引起動能的變化” 【案例1】(2008廣東高考)一個25 kg的小孩從高為3.0 m的滑梯頂端由靜止開始滑下,滑到底端時的速度為2.0 m/s.取g10 m/s2,關于力對小孩做的功,以下結果正確的是() A合外力做功50 JB阻力做功500 J C重力做功500 J D支持力做功50 J 【即時鞏固1】物體從高出地面H處,由靜止自由下落,如圖所示,不考慮空氣阻力,物體落至地面進入沙坑深h處停止問:物體在沙坑中受到的平均阻力是其重力的多少倍? 【解析】物體運動可分為兩個過程:先做自由落體運動,進入沙坑后由于受沙的阻力而做減速運動對這兩個過程,可以分段根據(jù)動能定理列方程這兩

4、個過程的聯(lián)系是物體落至沙面時的速度,它既是第1段的末速度,又是第2段的初速度 考點二動能定理的應用 1運用動能定理須注意的問題 應用動能定理解題時,在分析過程的基礎上不用深究物體運動過程中狀態(tài)變化的細節(jié),只需考慮整個過程的功及過程始末的動能若過程包含了幾個運動性質不同的分過程,既可分段考慮,也可整過程考慮但求功時,有些力不是全過程都作用的,必須根據(jù)不同的情況分別對待計算時要把各力的功連同符號(正負)一同代入公式 2解題步驟 (1)選取研究對象,明確并分析運動過程 (2)分析受力及各力做功的情況(受哪些力?每個力是否做功?在哪段位移哪段過程中做功?做正功還是負功?做多少功?),求出代數(shù)和 (3)

5、明確過程始末狀態(tài)的動能Ek1及Ek2. (4)列方程W總Ek2Ek1.必要時注意分析題目潛在的條件,補充方程進行求解 【技巧提示】在研究某一物體受到力的持續(xù)作用而發(fā)生狀態(tài)改變時,如涉及位移和速度而不涉及時間時,應首先考慮應用動能定理;然后考慮牛頓定律、運動學公式 【案例2】(2010福建理綜)如圖所示,物體A放在足夠長的木板B上,木板B靜置于水平面t0時,電動機通過水平細繩以恒力F拉木板B,使它做初速度為零、加速度aB1.0 m/s2的勻加速直線運動已知A的質量mA和B的質量mB均為2.0 kg,A、B之間的動摩擦因數(shù)10.05,B與水平面之間的動摩擦因數(shù)20.1,最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小

6、視為相等,重力加速度g取10 m/s2.求: (1)物體A剛運動時的加速度aA; (2)t1.0 s時,電動機的輸出功率P; (3)若t1.0 s時,將電動機的輸出功率立即調整為P5 W,并在以后的運動過程中始終保持這一功率不變,t3.8 s時物體A的速度為1.2 m/s.則在t1.0 s到t3.8 s這段時間內木板B的位移為多少? 【解析】(1)物體A在水平方向上受到向右的摩擦力,由牛頓第二定律得 1mAgmAaA, 代入數(shù)據(jù)解得 aA0.5 m/s2, (2)t1.0 s時,木板B的速度大小為 v1aBt, 木板B所受拉力F,由牛頓第二定律有 F1mAg2(mAmB)gmBaB. 電動機輸

7、出功率 PFv1, 由并代入數(shù)據(jù)解得P7 W (3)電動機的輸出功率調整為5 W時,設細繩對木板B的拉力為F,則 PFv1, 代入數(shù)據(jù)解得F5 N, 木板B受力滿足 F1mAg2(mAmB)g0. 所以木板B將做勻速直線運動,而物體A則繼續(xù)在B上做勻加速直線運動直到A、B速度相等設這一過程時間為t,有 v1aA(tt), 這段時間內B的位移s1v1t. A、B速度相同后,由于F2(mAmB)g且電動機輸出功率恒定,A、B將一起做加速度逐漸減小的變加速運動由動能定理得 P(t2tt1)2(mAmB)gs2(mAmB)v(mAmB)v. 聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得 木板B在t1.0 s到t3.8 s這段時

8、間的位移 ss1s23.03 m(或取s3.0 m) 【答案】(1)0.5 m/s2(2)7 W(3)3.03 m 【即時鞏固2】(2010上海高考)傾角37,質量M5 kg的粗糙斜面位于水平地面上,質量m2 kg的木塊置于斜面頂端,從靜止開始勻加速下滑,經(jīng)t2 s到達底端,運動路程L4 m,在此過程中斜面保持靜止(sin370.6,cos370.8,g取10 m/s2)求: (1)地面對斜面的摩擦力大小與方向; (2)地面對斜面的支持力大小; (3)通過計算證明木塊在此過程中滿足動能定理 斜面受力如圖所示,由共點力平衡,地面對斜面摩擦力 f2N1sin37f1cos37 160.6 N80.8 N3.2 N, 方向水平向左 (2)地面對斜面的支持力 N2MgN1cos37f1sin37 510 N160.8 N80.6 N67.6 N. (3)木塊在下滑過程中,沿斜面方向合力及該力做功為 Fmgsin37f1 2100.6 N8 N4 N, WFL44 J16 J, 木塊末速度及動能增量 vat22 m/s4 m/s, 由此可知,在下滑過程中 WEk, 動能定理成立 【答案】(1)3.2 N方向水平向左(2)67.6 N(3)見解析

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