一轮复习--动能和动能定理(绝对精彩)

1动能和动能定理一、分析本节考纲要求动能动能定理Ⅱ二、分析近五年中高考题与本节知识的关联功和能的关系，能量的转化和守恒，往往出现在高考压轴题中，涉及的物理过程较复杂，综合性较强，涉及的知识面广，对考生的综合分析能力要求较高.对于生活、生产中的实际问题要建立相关物理模型，灵活运用牛顿运动定律、动能定理、动量定理及能量守恒的方法分析问题、解决问题.三、重难点五、教学过程一、动能1.物体由于运动而具有的能叫做动能，表达式：221mvEk。2.动能是一个描述物体运动状态的物理量.公式中的速度V一般指对地的瞬时速度.3.动能是标量，且恒为正值，在国际单位制中，能的单位是焦(J)。二、动能定理1.动能定理：作用在物体上的外力的总功等于物体动能的增量（变化），即)(12kkKEEEW.外力的总功亦即各个外力对物体所做功的代数和.这里我们所说的外力，既可以是重力、弹力、摩擦力，也可以是电场力、磁场力或其他的力.物体动能的变化指的是物体的末动能和初动能之差.即12kkEE.动能定理反映了力对空间的积累效应。2.(1)选取研究对象，明确它的运动过程.(2)分析研究对象的受力情况和各个力做功情况：受哪些力?每个力是否做功?做正功还是做负功?做多少功?然后求各个外力做功的代数和.(3)明确物体在过程的始末状态的动能Ek1和Ek2.(4)列出动能定理的方程W合＝Ｅk2－Ek1，及其他必要的解题方程，进行求解.并对解得的结果进行必要的讨论或检验.三、几个注意点1.动能定理可以由牛顿运动定律和运动学公式推出。但可以证明，作用在物体上的力无论是什么性质，即无论是恒力还是变力，无论物体作直线运动还是曲线运动，动能定理都适用。2.动能定理最佳应用范围：动能定理主要用于解决变力做功、曲线运动和多过程的动力学问题，对于未知加速度α和时间t，或不需求加速度和时间的动力学问题，一般用动能定理求解为最佳解法。3.在用动能定理解题时，如果物体在某个运动过程中包含有几个运动性质不同的分过程(如加速、减速的过程)，此时，可以分段考虑，也可对全程考虑.如能对整个过程列式则可能使问题简化.在把各个力的功代入公式：W1＋W2＋…＋Wn＝21mv末2－21mv初2时，要把它们的数值连同符号代入，解题时要分清各过程中各个力做功的情况24．功和动能都是标量，动能定理表达式是一个标量式，不能在某一个方向上应用动能定理。学科网【典型例题】［例1］关于运动物体所受的合外力、合外力做功和动能变化的关系，下列说法中正确的是()A.如果物体所受的合外力为零，那么合外力对物体做的功一定为零B.如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一定为零C.物体在合外力作用下作变速运动，动能一定变化D.物体的动能不变，所受的合外力必为零［例2］以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的小物块。假定物块所受的空气阻力f大小不变。已知重力加速度为g，则物体上升的最大高度和返回到原抛出点的速率分别为A．202(1)vfgmg和0mgfvmgfB．202(1)vfgmg和0mgvmgfC．2022(1)vfgmg和0mgvmgfD．2022(1)vfgmg和0mgvmgf［例3］质量为M的机车牵引质量为m的车厢在水平轨道上匀速前进，某时刻，车厢与机车脱钩，当机车行驶路程L后，司机才发现车厢脱钩，于是立即关闭发动机。机车与车厢运动中所受阻力均为其重力的k倍，试求机车和车厢都停止时，两者间的距离。［例4］如图所示，木箱abcd，高为L，在木箱内底部放有一个小物体Q（可视为质点）．现用力向上拉绳，使木箱由静止开始向上运动．若保持拉力的功率不变，经过t时间，木箱达到最大速度，这时让木箱实然停止，小物体会继续向上运动，且恰能达到木箱顶端，求在t时间内木箱上升的高度．【自我检测】1．如图所示，木板可绕固定的水平轴O转动，在木板从水平位置OA缓慢转到OB位置的过程中，木板上重力5N的物块始终相对于木板静止，物块的重力势能增加了4J。用FN表示木板对物块的支持力，Ft表示木板对物块的摩擦力，则A.物块被抬高了0.8mB.FN对物块做功4J，Ft对物块不做功C.FN对物块不做功，Ft对物块做功4JD.FN和Ft对物块所做功的代数和为02．如图所示，固定的光滑竖直杆上套着一个滑块，用轻绳系着滑块绕过光滑的定滑轮，以大小恒定的拉力F拉绳，使滑块从A点起由静止开始上升．若从A点上升至B点和从B点上升至C点的过程中拉力F做的功分别为W1．W2，滑块经B．C两点时的动能分别为EKB、EKc，图中AB=BC，则一定有（）A．WlWB．W1W2C．EKBEKCD．EKBEKC3．如图所示，在水平桌面的边角处有一轻质光滑的定滑轮K，一条不可伸长的轻绳绕过K分别与物块A．B相连，A．B的质量分别为mA、mB．开始时系统处于静止状态．现用一水平恒力F拉物块A，使物块B上升．已知当B上升距离为h时，B的速度为v．求此过程中物块A克服摩擦力所做的功．重力加速度为g．BOA34．如图所示，质量为m的木块从高为h、倾角为α的斜面顶端由静止滑下．到达斜面底端时与固定不动的、与斜面垂直的挡板相撞，撞后木块以与撞前相同大小的速度反向弹回，木块运动到高h/2处速度变为零．求：（1）木块与斜面间的动摩擦因数．（2）木块第二次与挡板相撞时的速度．（3）木块从开始运动到最后静止，在斜面上运动的总路程．【典型例题】［例1］A（速率不变的曲线运动中，动能不变，合外力对物体所做的功为零，而合外力不为零．）［例2］A（上升的过程中，重力做负功，阻力f做负功，由动能定理得201()2mghfhmv，h202(1)vfgmg，求返回抛出点的速度由全程使用动能定理重力做功为零，只有阻力做功为22011222fhmvmv，解得v0mgfvmgf，A正确。）［例3］设他们的初速度v0，车厢从脱钩到停止运动了s1，机车从脱钩到停止运动了s2。对车厢根据动能定理有：201210mvkmgs对机车根据动能定理有：202210)(MvkMgsgLmMk又12sss所以LMmMs或若在两者脱钩时就关闭发动机，它们就一起停，且间距为Δs=0，现在机车多走了一段，是因为牵引力做了功，所以有：skMggLmMk)(，所以LMmMs［例4］设木箱与物体Q的总质量为m，拉力功率为P，木箱达到的最大速度为v，上升高度为h，达到最大速度时，对木箱与物体Ｑ：P=mgv木箱突然停止后，对物体Ｑ：v2=2gL根据动能定理：Pt－mgh=21mv2由以上三式得：mgtgL2—mgh=gLm221解得：h=tgL2－L六、作业4七、集体研讨结果1、动能定理中所说的“外力”，是指物体受到的所有力．包括重力．2、位移和速度：必须是相对于同一个参考系的，一般以地面为参考系．3、动能定理适用范围：直线运动、曲线运动、恒力做功、变力做功、同时做功、分段做功各种情况均适用．4、动能定理既适用于一个持续的过程，也适用于几个分段过程的全过程．