人教版高中物理一轮复习课件：5动能定理及其应用 52页

第2讲 动能定理及其应用 1.定义：物体由于______而具有的能 2.表达式：Ek=______ 3.物理意义：动能是状态量，是_____.(填“矢量”或“标量”) 4.单位：动能的单位是______ 考点1 动能 21 mv2 标量 焦耳 运动 1.动能的相对性：由于速度具有相对性，所以动能也具有相对 性，大小与参考系的选取有关，中学物理中，一般选取地面为 参考系 2.动能的变化：指物体末动能与初动能之差 即 说明：(1)表达式中v1、v2分别指初、末状态的瞬时速度. (2)ΔEk>0，表示物体的动能增大. ΔEk<0，表示物体的动能减小. (3)物体速度的变化量相同，动能的变化量不相同. 2 2 k 2 1 1 1E mv mv .2 2    (多选)关于动能的理解，下列说法正确的是( ) A.动能是机械能的一种表现形式，凡是运动的物体都具有动能 B.物体的动能不可能为负值 C.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 D.动能不变的物体，一定处于平衡状态 【解析】选A、B、C.动能是运动物体都具有的能量，是机械能 的一种表现形式，A对；Ek= ≥0，B对；由Ek= 可知当m 恒定时，Ek变化，速率一定变化，速度一定变化，但当速度方 向变化速率不变(如匀速圆周运动)时动能不变，C对；动能不 变，如匀速圆周运动，物体不一定处于平衡状态，D错. 21 mv2 21 mv2 1.内容：在一个过程中合外力对物体所做的功，等于物体在这 个过程中____________ 2.表达式：W=____________ 3.物理意义：________的功是物体动能变化的量度 考点2 动能定理 动能的变化 2 2 2 1 1 1mv mv .2 2  合外力 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__________. (3)力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以________ ______. 曲线运动 变力做功 不同时 作用 1.动能定理公式中等号的意义 等号表明合力做功与物体动能的变化间的三个关系： (1)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.可以通过计算物体动能的变化，求合力的功，进而求得 某一力的功. (2)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. 2.动能定理叙述中所说的“外力”，既可以是重力、弹力、摩 擦力，也可以是电场力、磁场力或其他力 3.动能定理中涉及的物理量有F、x、m、v、W、Ek等，在处理含 有上述物理量的问题时，优先考虑使用动能定理 4.高中阶段动能定理中的位移和速度应以地面或相对地面静止 的物体为参考系 (2012·连云港模拟)如图所示，水平 面B点左侧是光滑的，B点右侧是粗糙 的，质量为m1和m2的两个小物块，在B点左侧的光滑水平面上相 距L，以相同的速度向右运动.它们先后进入表面粗糙的水平面 后，最后停止运动.它们与粗糙表面的动摩擦因数相同，静止后 两个物块的距离为x，则有( ) A.若m1>m2,x>L B.若m1=m2，x=L C.若m1L D.无论m1、m2大小关系如何，都应该x=L 【解析】选D.设两物块进入粗糙表面的初速度均为v0， 由动能定理得：-μmgs=0- 故 与m无关，所以D对.2 0 1 mv2 ， 2 0vs 2 g   用动能定理求解变力的功 【例证1】(2012·南昌模拟)如图所示，光滑水平平台上有一个 质量为m的物块，站在地面上的人用跨过定滑轮的绳子向右拉动 物块，当人以速度v从平台的边缘处向右匀速前进位移x，不计 绳和滑轮的质量及滑轮的摩擦，且平台边缘离人手作用点竖直 高度始终为h，则( ) A.在该过程中，物块的运动可能是匀速的 B.在该过程中，人对物块做的功为 C.在该过程中，人对物块做的功为 D.人前进x时，物块的运动速率为 【解题指南】解答本题时应注意以下两点： (1)人运动的速率与物块运动速率的关系. (2)人对物块的拉力为变力. 2 2 2 2 mv x 2(h x ) 21 mv2 2 2 vh h x 【自主解答】选B.设绳子与水平方向的夹角为θ,则物块运动的 速度v物=v·cosθ,而 故 可见物块 的速度随x的增大而增大，A、D均错误；人对物块的拉力为变 力，变力的功可应用动能定理求解，即 B正确，C错误. 2 2 xcos h x    ， 2 2 vxv h x  物 ， 21W mv2  物 2 2 2 2 mv x ,2(h x )   【总结提升】应用动能定理求变力做功的三点注意 (1)所求的变力的功不一定为总功，故所求的变力的功不一定等 于ΔEk. (2)合外力对物体所做的功对应物体动能的变化，而不是对应物 体的动能. (3)若有多个力做功时，必须明确各力做功的正负，待求的变力 的功若为负功，可以设克服该力做功为W，则表达式中应用-W; 也可以设变力的功为W,则字母W本身含有负号. 【变式训练】(多选)如图所示，质量为m的小车在水平恒力F推 动下，从山坡(粗糙)底部A处由静止起运动至高为h的坡顶B，获 得速度为v,A、B之间的水平距离为x,重力加速度为g.下列说法 正确的是( ) A.小车克服重力所做的功是mgh B.合外力对小车做的功是 C.推力对小车做的功是 +mgh D.阻力对小车做的功是 +mgh-Fx 21 mv2 21 mv2 21 mv2 【解析】选A、B、D.小车克服重力做功W=Gh=mgh,A正确；由动 能定理，小车受到的合外力做的功等于小车动能的增量， B正确；由动能定理，W合=W推+W重+W阻= 所以推力做的功W推= +mgh-W阻=F·x.W阻= +mgh-Fx,故 D正确，C错误. 2 k 1W E mv ,2   合 21 mv ,2 21 mv2 21 mv2 【变式备选】如图所示，劲度系数为k的弹簧下端悬挂一个质量 为m的重物，处于静止状态.手托重物使之缓慢上移，直到弹簧 恢复原长，手对重物做的功为W1.然后放手使重物从静止开始下 落，重物下落过程中的最大速度为v,不计空气阻力.重物从静止 开始下落到速度最大的过程中，弹簧对重物做的功为W2，则 ( ) A. B. C. D. 【解析】选B.设x为弹簧伸长的长度，由胡克定律得：mg=kx.手 托重物使之缓慢上移，直到弹簧恢复原长的过程，由动能定理 得：W1+W弹-WG=0，又WG=mgx=m2g2/k,W弹>0，故手对重物做的功 W1