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1、機(jī)械能,第 五 章,第2講 動(dòng)量守恒定律及應(yīng)用,知識(shí)梳理自測(cè),1定義：物體由于_而具有的能叫動(dòng)能。 2公式：Ek_。 3單位：_，1J1Nm。 4矢標(biāo)性：動(dòng)能是_，只有正值。 5狀態(tài)量：動(dòng)能是_，因?yàn)関是瞬時(shí)速度。,知識(shí)點(diǎn)1,動(dòng)能,運(yùn)動(dòng),焦耳,標(biāo)量,狀態(tài)量,1內(nèi)容：力在一個(gè)過(guò)程中對(duì)物體做的功，等于物體在這個(gè)過(guò)程中_。 2表達(dá)式：W_或WEk2Ek1。 3物理意義：_的功是物體動(dòng)能變化的量度。 思考：(1)動(dòng)能定理適用于直線運(yùn)動(dòng)，還適用于曲線運(yùn)動(dòng)嗎？動(dòng)能定理適用于恒力做功，還適用于變力做功嗎？ (2)能對(duì)物體分方向列動(dòng)能定理方程嗎？ 答案(1)適用，適用(2)不能,知識(shí)點(diǎn)2,動(dòng)能定理,動(dòng)能的變化

2、,合外力,思維診斷： (1)一定質(zhì)量的物體動(dòng)能變化時(shí)，速度一定變化，但速度變化時(shí)，動(dòng)能不一定變化。() (2)動(dòng)能不變的物體一定處于平衡狀態(tài)。 () (3)如果物體所受的合外力為零，那么合外力對(duì)物體做功一定為零。() (4)物體在合外力作用下做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)能一定變化。() (5)物體的動(dòng)能不變，所受的合外力必定為零。() (6)做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體，動(dòng)能與時(shí)間的二次方成正比。( ),1關(guān)于運(yùn)動(dòng)物體所受的合外力、合外力做的功及動(dòng)能變化的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是() A合外力為零，則合外力做功一定為零 B合外力做功為零，則合外力一定為零 C合外力做功越多，則動(dòng)能一定越大 D動(dòng)能不變，則物體合外力一

3、定為零 解析由WFlcos可知，物體所受合外力為零，合外力做功一定為零，但合外力做功為零，可能是90，故A正確，B錯(cuò)誤；由動(dòng)能定理WEk可知，合外力做功越多，動(dòng)能變化量越大，但動(dòng)能不一定越大，動(dòng)能不變，合外力做功為零，但合外力不一定為零，C、D均錯(cuò)誤。,A,B,A,4北京獲得2022年冬奧會(huì)舉辦權(quán)，冰壺是冬奧會(huì)的比賽項(xiàng)目。如圖將一個(gè)冰壺以一定初速度推出后將運(yùn)動(dòng)一段距離停下來(lái)。換一個(gè)材料相同、質(zhì)量更大的冰壺，以相同的初速度推出后，冰壺運(yùn)動(dòng)的距離將() A不變 B變小 C變大 D無(wú)法判斷,A,核心考點(diǎn)突破,1準(zhǔn)確理解動(dòng)能定理的表達(dá)式WEk2Ek1 (1)W是合力的功，不要與某個(gè)力的功混淆。 (2)

4、Ek2Ek1是末動(dòng)能與初動(dòng)能的差。 (3)動(dòng)能定理的表達(dá)式是標(biāo)量式，與速度方向無(wú)關(guān)。 (4)應(yīng)用動(dòng)能定理時(shí)，要明確針對(duì)哪個(gè)物體，哪個(gè)過(guò)程。,對(duì)動(dòng)能定理的理解,考點(diǎn)一,2準(zhǔn)確理解合力功與動(dòng)能變化的關(guān)系 (1)動(dòng)能定理體現(xiàn)了合力功與動(dòng)能變化的等量關(guān)系，是重要的功能關(guān)系之一。 (2)合力做正功動(dòng)能增加，做負(fù)功動(dòng)能減小。 (3)合力不做功，動(dòng)能不變，但速度可能變化，合力也不一定為零，如勻速圓周運(yùn)動(dòng)。,(多選)質(zhì)量為m的物塊在水平恒力F的推動(dòng)下，從山坡(粗糙)底部的A處由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至高為h的坡頂B處。到達(dá)B處時(shí)物塊的速度大小為v，A、B之間的水平距離為s，重力加速度為g。不計(jì)空氣阻力，則物塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中

5、 (),例 1,BD,C,1應(yīng)用動(dòng)能定理的流程,動(dòng)能定理的應(yīng)用,考點(diǎn)二,2應(yīng)用動(dòng)能定理的注意事項(xiàng) (1)動(dòng)能定理中的位移和速度必須是相對(duì)于同一個(gè)參考系的，一般以地面或相對(duì)地面靜止的物體為參考系。 (2)應(yīng)用動(dòng)能定理的關(guān)鍵在于對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行準(zhǔn)確的受力分析及運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析，并畫出運(yùn)動(dòng)過(guò)程的草圖，借助草圖理解物理過(guò)程之間的關(guān)系。 (3)當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)包含多個(gè)不同過(guò)程時(shí)，可分段應(yīng)用動(dòng)能定理求解；當(dāng)所求解的問(wèn)題不涉及中間的速度時(shí)，也可以全過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理求解，這樣更簡(jiǎn)便。 (4)列動(dòng)能定理方程時(shí)，必須明確各力做功的正、負(fù)，確實(shí)難以判斷的先假定為正功，最后根據(jù)結(jié)果加以檢驗(yàn)。,(2018湖南衡陽(yáng)一模)某雪橇運(yùn)動(dòng)

6、簡(jiǎn)化模型如圖所示：傾角為37的直線雪道AB與曲線雪道BCDE在B點(diǎn)平滑連接，其中A、E兩點(diǎn)在同一水平面上，雪道最高點(diǎn)C所對(duì)應(yīng)的圓弧半徑R10m，B、C兩點(diǎn)距離水平面AE的高度分別為h118m與h220m，雪橇與雪道各處的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.1，運(yùn)動(dòng)員可坐在電動(dòng)雪橇上由A點(diǎn)從靜止開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)，若電動(dòng)雪橇以恒定功率1.2kW工作10s后自動(dòng)關(guān)閉，則雪橇和運(yùn)動(dòng)員(總質(zhì)量m50kg)到達(dá)C點(diǎn)的速度為2m/s。已知雪橇運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不脫離雪道，且sin370.6，cos370.8，g取10m/s2，求： (1)雪橇在C點(diǎn)時(shí)對(duì)雪道的壓力； (2)雪橇在BC段克服摩擦力所做的功。,例 2,答案(1)480N，方向

7、垂直向下(2)700J,如圖甲所示，固定在水平地面上的工件，由AB和BD兩部分組成，其中AB部分為光滑的圓弧，AOB37，圓弧的半徑R0.5m；BD部分水平，長(zhǎng)度為0.2m，C為BD的中點(diǎn)?，F(xiàn)有一質(zhì)量m1kg，可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊從A端由靜止釋放，恰好能運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)。(g取10m/s2，sin370.6，cos370.8)求：,類題演練 2 ,(1)物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，對(duì)工件的壓力大小； (2)為使物塊恰好運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)靜止，可以在物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)后，對(duì)它施加一豎直向下的恒力F，F(xiàn)應(yīng)為多大？,(3)為使物塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)速度為零，也可先將BD部分以B為軸向上轉(zhuǎn)動(dòng)一銳角，如圖乙所示，應(yīng)為多大？(假設(shè)物塊經(jīng)過(guò)B點(diǎn)

8、時(shí)沒(méi)有能量損失) 答案(1)14N(2)10N(3)37,解決物理圖象問(wèn)題的基本步驟 1觀察題目給出的圖象，弄清縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)所對(duì)應(yīng)的物理量及圖線所表示的物理意義。 2根據(jù)物理規(guī)律推導(dǎo)出縱坐標(biāo)與橫坐標(biāo)所對(duì)應(yīng)的物理量間的函數(shù)關(guān)系式。 3將推導(dǎo)出的物理規(guī)律與數(shù)學(xué)上與之相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)關(guān)系式相對(duì)比，找出圖線的斜率、截距、圖線的交點(diǎn)，圖線下的面積所對(duì)應(yīng)的物理意義，分析解答問(wèn)題。或者利用函數(shù)圖線上的特定值代入函數(shù)關(guān)系式求物理量。,動(dòng)能定理與圖象的綜合問(wèn)題,考點(diǎn)三,(多選)一質(zhì)量為2kg的物體，在水平恒定拉力的作用下以一定的初速度在粗糙的水平面上做勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，拉力逐漸減小，且當(dāng)拉力減小到零

9、時(shí)，物體剛好停止運(yùn)動(dòng)，圖中給出了拉力隨位移變化的關(guān)系圖象。已知重力加速度g10m/s2，由此可知( ) A物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)約為0.35 B減速過(guò)程中拉力對(duì)物體所做的功約為13J C勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度約為6m/s D減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間約為1.7s,例 3,ABC,解題導(dǎo)思：(1)Fx圖象的面積表示什么？ (2)開(kāi)始物體在粗糙水平面上勻速運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)和摩擦力大小關(guān)系如何？ 答案(1)F做的功。 (2)大小相等，是平衡力。,規(guī)律總結(jié)： 圖象所圍“面積”的意義 (1)vt圖：由公式xvt可知，vt圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示物體的位移。 (2)at圖：由公式vat可知，at圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示物體

10、速度的變化量。 (3)Fx圖：由公式WFx可知，F(xiàn)x圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示力所做的功。 (4)Pt圖：由公式WPt可知，Pt圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示力所做的功。,(2018河北省唐山市豐南區(qū)高三上學(xué)期期中試題)(多選)一物體在水平面上受恒定的水平拉力和摩擦力作用由靜止開(kāi)始做直線運(yùn)動(dòng)，在第1s末撤去水平拉力，其Ekx圖象如圖所示，g10m/s2，則() A物體的質(zhì)量為10kg B物體與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2 C第1s內(nèi)合力對(duì)物體做的功為30J D前4s內(nèi)拉力對(duì)物體做的功為60J,類題演練 3 ,AD,解得0.1，故B錯(cuò)誤；從圖象可以知道在第1s內(nèi)合外力做的功就等于動(dòng)能的變化量，所以合外

11、力做功為45J，故C錯(cuò)誤；第1s內(nèi)由動(dòng)能定理可得合外力做功WF合x145J 得F合Fmg30N，即F40N，物體在第1s內(nèi)受拉力作用，所以前4秒內(nèi)拉力做的功即等于第1s內(nèi)拉力做的功，WFFx1401.560J，故D正確。,階段培優(yōu)微專題,運(yùn)用動(dòng)能定理解往復(fù)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題 在有些問(wèn)題中物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程具有重復(fù)性、往返性，而在這一過(guò)程中，描述運(yùn)動(dòng)的物理量多數(shù)是變化的，而重復(fù)的次數(shù)又往往是無(wú)限的或者難以確定，求解這類問(wèn)題時(shí)若運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式將非常繁瑣，甚至無(wú)法解出。由于動(dòng)能定理只涉及物體的初、末狀態(tài)而不計(jì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的細(xì)節(jié)，所以用動(dòng)能定理分析這類問(wèn)題可使解題過(guò)程簡(jiǎn)化。,(一)往復(fù)次數(shù)可確定的情形 如

12、圖所示裝置由AB、BC、CD三段軌道組成，軌道交接處均由很小的圓弧平滑連接，其中軌道AB、CD段是光滑的，水平軌道BC的長(zhǎng)度s5m，軌道CD足夠長(zhǎng)且傾角37，A、D兩點(diǎn)離軌道BC的高度分別為h14.3m、h21.35m?，F(xiàn)讓質(zhì)量為m的小滑塊自A點(diǎn)由靜止釋放。已知小滑塊與軌道BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5，重力加速度g取10m/s2，sin370.6，cos370.8，求小滑塊最終停止的位置距B點(diǎn)的距離。,例 4,解析對(duì)小滑塊運(yùn)動(dòng)全過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理，設(shè)小滑塊在水平軌道上運(yùn)動(dòng)的總路程為s總 有：mgh1mgs總 將h1、 代入得： s總8.6m 故小滑塊最終停止的位置距B點(diǎn)的距離為 2ss總1.4m 答

13、案1.4m,(二)往復(fù)次數(shù)無(wú)法確定的情形,例 5,A,(三)往復(fù)運(yùn)動(dòng)永不停止的情形 如圖所示，豎直固定放置的斜面DE與一光滑的圓弧軌道ABC相連，C為切點(diǎn)，圓弧軌道的半徑為R，斜面的傾角為?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m的滑塊從D點(diǎn)無(wú)初速下滑，滑塊可在斜面和圓弧軌道之間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，已知圓弧軌道的圓心O與A、D在同一水平面上，滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，求：,例 6,(1)滑塊第一次至左側(cè)AC弧上時(shí)距A點(diǎn)的最小高度差h。 (2)滑塊在斜面上能通過(guò)的最大路程s。,2年高考模擬,1(2018課標(biāo)，14)如圖，某同學(xué)用繩子拉動(dòng)木箱，使它從靜止開(kāi)始沿粗糙水平路面運(yùn)動(dòng)至具有某一速度。木箱獲得的動(dòng)能一定() A小于拉力所做

14、的功 B等于拉力所做的功 C等于克服摩擦力所做的功 D大于克服摩擦力所做的功 解析A對(duì)、B錯(cuò)：由題意知，W拉W阻Ek，則W拉Ek；C、D錯(cuò)：W阻與Ek的大小關(guān)系不確定。,A,2(2018天津理綜，2)滑雪運(yùn)動(dòng)深受人民群眾喜愛(ài)。某滑雪運(yùn)動(dòng)員(可視為質(zhì)點(diǎn))由坡道進(jìn)入豎直面內(nèi)的圓弧形滑道AB，從滑道的A點(diǎn)滑行到最低點(diǎn)B的過(guò)程中，由于摩擦力的存在，運(yùn)動(dòng)員的速率不變，則運(yùn)動(dòng)員沿AB下滑過(guò)程中 () A所受合外力始終為零 B所受摩擦力大小不變 C合外力做功一定為零 D機(jī)械能始終保持不變,C,解析運(yùn)動(dòng)員從A點(diǎn)滑到B點(diǎn)的過(guò)程中速率不變，則運(yùn)動(dòng)員做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。A錯(cuò)：運(yùn)動(dòng)員做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合外力指向圓心。B錯(cuò)：

15、如圖所示，運(yùn)動(dòng)員受到的沿圓弧切線方向的合力為零，即Ffmgsin ，下滑過(guò)程中減小，sin 變小，故摩擦力Ff變小。C對(duì)：由動(dòng)能定理知，勻速下滑動(dòng)能不變，合外力做功為零。D錯(cuò)：運(yùn)動(dòng)員下滑過(guò)程中動(dòng)能不變，重力勢(shì)能減小，機(jī)械能減小。,3(2018江蘇單科，4)從地面豎直向上拋出一只小球，小球運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后落回地面。忽略空氣阻力，該過(guò)程中小球的動(dòng)能Ek與時(shí)間t的關(guān)系圖象是 (),A,4(2018江蘇單科，7)(多選)如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端連接一小物塊，O點(diǎn)為彈簧在原長(zhǎng)時(shí)物塊的位置。物塊由A點(diǎn)靜止釋放，沿粗糙程度相同的水平面向右運(yùn)動(dòng)，最遠(yuǎn)到達(dá)B點(diǎn)。在從A到B的過(guò)程中，物塊() A加速度先減

16、小后增大 B經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)的速度最大 C所受彈簧彈力始終做正功 D所受彈簧彈力做的功等于克服摩擦力做的功,AD,解析A對(duì)，B錯(cuò)：由A點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)彈Ff，合力向右，小物塊向右加速運(yùn)動(dòng)，彈簧壓縮量逐漸減小，F(xiàn)彈減小，由F彈Ffma知，a減??；當(dāng)運(yùn)動(dòng)到F彈Ff時(shí)，a減小為零，此時(shí)彈簧仍處于壓縮狀態(tài)，由于慣性，小物塊繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)，此時(shí)F彈Ff，小物塊做減速運(yùn)動(dòng)，且隨著壓縮量繼續(xù)減小，F(xiàn)彈與Ff差值增大，即加速度增大；當(dāng)越過(guò)O點(diǎn)后，彈簧被拉伸，此時(shí)彈力方向與摩擦力方向相同，有F彈Ffma，隨著拉伸量增大，a也增大。故從A到B過(guò)程中，物塊加速度先減小后增大，在壓縮狀態(tài)F彈Ff時(shí)速度達(dá)到最大。C錯(cuò)：在AO段物塊運(yùn)動(dòng)方向與彈力方向相同，彈力做正功，在OB段運(yùn)動(dòng)方向與彈力方向相反，彈力做負(fù)功。D對(duì)：由動(dòng)能定理知，A到B的過(guò)程中，彈力做功和摩擦力做功之和為0。,5(2017江蘇卷)一小物塊沿斜面向上滑動(dòng)，然后滑回到原處。物塊初動(dòng)能為Ek0，與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)不變，則該過(guò)程中，物塊的動(dòng)能Ek與位移x關(guān)系的圖線是(),C,解析設(shè)物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，物塊的質(zhì)量為m，則物塊在上滑過(guò)程中根據(jù)功能關(guān)系有(mgsinmgcos)xEkEk0，即EkEk0(mgsinmgcos)x，物塊沿斜面下滑的過(guò)程中有(mgsinmgcos)(x0 x)Ek，由此可以判斷C項(xiàng)正確。,