【物理】2020届一轮复习人教版动能定理学案 17页

第 2 节 动能定理 考点 1 ? 动能定理的理解 【p81】 夯实基础 1．动能 (1)定义：物体__由于运动__而具有的能叫动能． (2)表达式：Ek＝__1 2 mv2__，单位：__焦耳(J)__． (3)动能是状态量． (4)动能是__标__(填“矢”或“标”)量． (5)动能具有相对性，动能的大小与参考系的选取有关，中学物理中，一般取地球为参考系． 2．动能定理 内容 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 W＝ΔEk＝__1 2 mv2 2－1 2 mv2 1__ 物理意义 合外力做的功是物体动能变化的量度 适用条件 ①动能定理既适用于直线运动，也适用于__曲线运动__； ②既适用于恒力做功，也适用于__变力做功__； ③力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以__不同时作用__. 考点突破 例 1 如图所示，质量为 m 的小球用长为 L 的轻质细线悬于 O 点，与 O 点处于同一水平线上的 P 点处有 一个光滑的细钉，已知 OP＝L 2 ，在 A 点给小球一个水平向左的初速度 v0，发现小球恰能到达跟 P 点在同一 竖直线上的最高点 B. (1)求小球到达 B 点时的速率； (2)若不计空气阻力，则初速度 v0 为多少？ (3)若初速度 v0′＝3 gL，则小球在从 A 到 B 的过程中克服空气阻力做了多少功？ 【解析】(1)小球恰好到达最高点 B，所以 mg＝ mv2 B L 2 ，得 vB＝ gL 2 . (2)从 A 到 B 的过程由动能定理得 －mg(L＋L 2 )＝1 2 mv2 B－1 2 mv2 0，∴v0＝ 7gL 2 . (3)从 A 到 B 过程由动能定理得 －mg(L＋L 2 )－W＝1 2 mv2 B－1 2 mv0′2，∴W＝11 4 mgL. 【小结】1.对动能定理的理解要注意以下几点： (1)力：物体所受的各个力 ①“外力”指的是合力．重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力或其他力，它们可以同时作用，也可 以不同时作用； ②“外力”既可以是恒力也可以是变力． (2)动能的变化：物体末动能与初动能之差 (3)力对物体做的功：物体所受各个力做的功的代数和 2．动能定理表明了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，不能理解为功转变成了物体的动能； (2)因果关系：合外力的功是引起物体动能变化的原因； (3)单位关系：等于号两侧物理量的国际单位都是焦耳(J)． 针对训练 1．物体在合外力作用下做直线运动的 v－t 图象如图所示．下列表述正确的是(C) A．在 1～2 s 内，合外力不做功 B．在 0～2 s 内，合外力总是做负功 C．在 0～1 s 内，合外力做正功 D．在 0～3 s 内，合外力总是做正功 【解析】在 1～2 s 内，动能减小，则合外力做负功，故 A 错误；在 0～2 s 内，动能增加，则合外力 做正功，故 B 错误；在 0～1 s 内，动能增加，则合外力做正功，故 C 正确；在 0～3 s 内，动能的变化为 零，则合外力先做正功，后做负功，总功为零，故 D 错误． 考点 2 ? 动能定理的应用 【p82】 夯实基础 1．应用动能定理解题的步骤 一选择 选择研究对象，动能定理的研究对象可以是一个物体也可以是一个系统 二明确 明确过程 和状态，动能定理表达式中的初动能和末动能都是状态量，只有明确过程才有确切的初、末状态 三分析 在确定对象和过程的情况下，对物体进行准确的受力分析 四判断 即判断所受力中哪些力做功，哪些力不做功，做正功还是负功，是恒力做功还是变力做功 五列式 表述 一，物体所受合外力做的功，等于物体动能的变化 W 合＝1 2 mv2 2－1 2 mv2 1 表述二，物体所受各力做功的代数和，等于物体动能的变化 ∑Wi＝1 2 mv2 2－1 2 mv2 1 六求解 解方程并讨论结果的合理性 2.应用动能定理要注意的几个问题 (1)动能定理中的位移和速度必须是相对同一个参考系，一般以地面或相对地面静止的物体为参考系． (2)正确分析物体受力，要考虑物体受到的所有力，包括重力． (3)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． (4)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． (5)单个物体受地面滑动摩擦力做的负功的多少等于摩擦力与物体相对地面滑动的路程的乘积． (6)动能定理的表达式是一个标量式，不存在方向的选取问题，不存在分量的表达式，不能在某一方 向上应用动能定理． 考点突破 例 2 如图所示，ABC 是一个位于竖直平面内的圆弧形轨道，高度为 h，轨道的末端 C 处与水平面相切．一 个质量为 m 的小木块从轨道顶端 A 处由静止释放，到达 C 处停止，此过程中克服摩擦力做功为 W1，到达 B 处时速度最大为 v1，加速度大小为 aB；小木块在 C 处以速度 v 向左运动，恰好能沿原路回到 A 处，此过程 中克服摩擦力做功为 W2，经过 B 处的速度大小为 v2.重力加速度为 g.则( ) A．v＝2 gh B．v1