专题11 动能定理及应用（知识精讲）-【新教材精创】2019-2020学年高一物理新教材知识讲学（人教必修第二册）

专题11 动能定理及应用 知识精讲 一 知识结构图 内容 考点 关注点 动能定理及应用 动能 表达式与标量性 动能定理 内容、表达式与适用条件 动能定理的应用 应用方法 二.学法指导 1通过例题理解动能的内涵. 2. 通过对物体运动的分析，理解动能定理的适用条件与方法技巧。 3.通过列举理解动能定理的应用范围 三.知识点贯通 知识点1 物理观念——动能 （1）定义：物体由于运动而具有的能.   （2）表达式：Ek=.  （3）物理意义：动能是状态量，是标量 （4）单位：动能的单位是焦耳，符号Ｊ (5)重要应用：动能不小于零，在解题过程中一个重要的应用是可以判定某一状态能否出现，如判定物体运动过程中能否达到某一位置时，可利用动能定理、能量守恒等方法计算物体到该位置时的动能，若小于零是一定不能到达，若大于零时是可能到达的；或能到达该位置时动能一定不小于零，但不能到达时动能也可能是大于零的，需再结合其它条件。 例题1．如图所示,可视为质点的小球以初速度v0从光滑斜面底端向上滑,恰能到达高度为h的斜面顶端。下图中有四种运动:A图中小球滑人轨道半径等于的光滑管道;B图中小球系在半径大于而小于h的轻绳下端;C图中小球滑人半径大于h的光滑轨道;D图中小球固定在长为的轻杆下端。在这四种情况中,小球在最低点的水平初速度都为v0不计空气阻力,小球不能到达高度h的是 知识点二 物理观念——动能定理 1.内容：合外力所做功等于物体动能的变化量.   2.表达式：W=ΔEk 3.适用条件：适用于单个物体，对运动无要求，可以是直线运动或曲线运动、匀变速运动或变加速运动。 4.注意事项： (1)动能定理是标量表达式，无分量形式. （2）动能定理的研究对象是单个物体，作用在物体上的外力包括所有的力，因此必须对物体进行受力分析。 （3）动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参照系，一般以地面为参照系 ５．应用技巧： （1）应用动能定理解题时，在分析过程的基础上，无须深究物体运动状态过程中变化的细节，只须考虑整个过程中各个力做的总功及物体的初动能和末动能。 （2）求总功可分为下述两种情况： ①若各恒力同时作用一段位移，可先求出物体所受的合外力，再求总功；也可用总功等于各力所做功的代数和的方法求。 ②若各力不同时对物体做功，总功应为各阶段各力做功的代数和。 （3）多个力做功时注意功的正负，若所求力做负功，可设该力做功为W　，W本身含有负号；也可设为克服该力做功W,在表达中应写作－Ｗ。 例题2：当物体的速度发生变化时，下列说法正确的是 A．物体的动能一定发生变化 B．物体的机械能一定发生变化 C．一定有外力对物体做功 D．物体的合外力不一定为零 例题3：如图所示，质量m=1kg的物块在水平恒力F=20 N的推动下，从粗糙斜面底部A处由静止开始运动至高h=6 m的B处，用时t=2s．到达B处时物块的速度大小为v=10 m／s，重力加速度g=10 m／s2．不计空气阻力，则 A．A、B之间的水平距离8m B．物块与斜面间的动摩擦因数为0. 25 C．推力F对物块做的功为120 J D．物块克服摩擦力做的功为50 J 知识点三 科学思维——动能定理的应用 应用动能定理解题步骤：  a确定研究对象及其运动过程  b分析研究对象在研究过程中受力情况，弄清各力做功情况 c确定研究对象在运动过程中初末状态，找出初、末动能 d列方程、求解。 １.利用动能定理求变力所做功 所求变力的功不一定为总功，故需注意所求变力的功不一定等于 例题４：如图所示，AB为圆弧轨道，BC为水平直轨道，圆弧的半径为R，BC的长度也是R。一质量为m的物体，与两个轨道的动摩擦因数都为μ，当它由轨道顶端A从静止下滑时，恰好运动到C处停止，那么物体在AB段克服摩擦力做的功为 A．μmgR B．mgR C．mgR D．(1－μ)mgR 2.利用动能定理求位移或路程 由于滑动摩擦力在大小不变时，在某一过程中所做功等于摩擦力与路程的乘积，故可利用动能定理求解物体在摩擦力作用下通过的路程大小。 需注意的是当物体在曲面上运动时，速度的变化会导致压力、摩擦力的变化，从而在相同路程上摩擦力做功不同。 例题５ .如图，ABCD为一竖直平面的轨道，其中BC水平，A点比BC高出10米，BC长1米，AB和CD轨道光滑。一质量为1千克的物体，从A点以4米/秒的速度开始运动，经过BC后滑到高出C点10.3m的D点速度为零。求：（g=10m/s2） （1）物体与BC轨道的滑动摩擦系数。 （2）物体第5次经过B点时的速度。 （3）物体最后停止的位置（距B点）。 例题６.如图所示，半圆形轨道MON竖直放置且