内容正文:
考点14 动能定理及其应用
动能定理及其应用
知识内容
考试要求
必考
加试
动能和动能定理
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命题规律
1.机械能是高考重点考查内容之一,高考命题既有对机械能的单独考查,也有与曲线运动、电磁学等内容相结合的综合考查,单独考查的题目多为选择题,计算题联系生活实际、现代科学技术,与牛顿运动定律、平抛运动、圆周运动、电磁等知识结合,综合考查在物体多运动过程或多物体运动过程中运用知识的能力、建立物理模型的能力和解决实际问题的能力.
2.考查知识点主要有
(1)功和功率的计算;
(2)对动能定理、机械能守恒定律、功能关系的理解
(3)与牛顿第二定律相结合考查运动情况和功能关系
(3)能量与动量相结合的考查物体运动过程
命题趋势
从近几年高考来看,关于功和功率的考查,多以选择题的形式出现,有时与电场及电磁感应相结合命题。动能定理、能量守恒定律仍将是高考考查的重点,高考题注重与生产、生活、科技相结合,将对相关知识的考查放在一些与实际问题相结合的情景中去,能力要求不会降低。
复习策略
复习时应强化对功、功率、动能、重力势能、弹性势能等基本概念的理解,掌握各种功的计算方法;掌握应用动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律分析与解决相关的力学问题的解题方法.
考向一对动能、动能定理的理解
(2021·浙江临海·二模)近年中国女子速滑队取得的成绩十分令人瞩目。在速滑接力赛中,“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面,并且开始向前滑行,待乙追上甲时,乙猛推甲一把,使甲获得更大的速度向前冲出。在乙推甲的过程中,忽略运动员与冰面间的阻力,下列说法正确的是( )
A.甲对乙的冲量与乙对甲的冲量相同
B.甲的速度增加量一定等于乙的速度减少量
C.甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量
D.乙对甲的作用力一定做正功,甲的动能一定增大
【答案】D
【详解】A.甲对乙的冲量与乙对甲的冲量大小相同,方向相反。A错误;
B.根据动量定理得
因为甲乙的质量未知,所以二者速度的变化量大小无法比较。B错误;
C.乙推甲时,使甲获得更大的速度向前冲出,说明甲在获得推力的过程中,运动的位移要大于乙,二者的相互作用力大小相等,所以乙对甲的推力做的功要大于甲对乙推力做的功,根据动能定理,甲的动能增加量一定大于乙的动能减少量。C错误;
D.乙对甲的作用力与甲的运动方向相同,所以该力对甲做正功,甲的动能一定增大。D正确。
故选D。
1.(2021·浙江省杭州第二中学高三月考)我国科技已经步入“人工智能”时代,“人工智能”已经走进千家万户。某天,东东呼叫了外卖,外卖小哥把货物送到他家阳台正下方的平地上,东东操控小型无人机带动货物,由静止开始竖直向上做匀加速直线运动,一段时间后,货物又匀速上升53s,最后再匀减速1s,恰好到达他家阳台且速度为零。货物上升过程中,遥控器上显示对货物的作用力有三个,分别为20.8N、20.4N和18.4N,已知货物受到的阻力恒为其重力的
。重力加速度g取10m/s2。下列判断正确的是( )
A.作用力为18.4N时货物处于超重状态
B.货物的质量为2.04kg
C.货物上升过程中的最大动能为1.02J
D.东东家阳台距地面的高度为56m
【答案】D
【详解】A.货物先做加速运动,后做匀速运动,再做减速运动,即最后货物处于失重状态,故A错误;
B.在货物匀速上升的过程中,由平衡条件得F2=mg+f
其中f=0.02mg
解得m=2kg
故B错误;
C.整个过程中,匀速运动阶段速度最大,设此时速度为v,在货物匀减速运动阶段由牛顿第二定律得mg+f-F3=ma3
由运动学公式得0=v-a3t3
解得v=1m/s
最大动能Ekm=
mv2=1J
故C错误;
D.匀减速运动阶段的位移x3=
vt3=0.5m
匀速运动阶段的位移x2=vt2=53m
匀加速运动阶段,由牛顿第二定律得F1-mg-f=ma1
由运动学公式得2a1x1=v2
解得x1=2.5m
阳台距地面的高度h=x1+x2+x3=56m
故D正确。
故选D。
2.(2020·浙江·高三月考)如图所示为军事爱好者的网络模拟军事演习。在高为200 m、倾角为
的斜坡顶端放置一门火炮,坦克在水平地面和斜坡上行驶的速度均为20 m/s,当坦克行驶到距斜坡底端80m处时,火炮立即水平发射质量为2kg的炮弹,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.炮弹可以在坦克到达斜坡底端前将其击中
B.炮弹以
速度发射刚好能击中坦克
C.炮弹在击中坦克前一瞬间的动能为6300J
D.若坦克速度增大到某一值,则炮弹可能无法将其击中
【答案】C
【详解】AB.炮弹到斜面底端运动时间
而坦克到斜面底端时间
故炮弹不可能在坦克到达斜坡底端前将其击中,在斜面上击中,则
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解得:
;
故