第五章 第2讲 动能 动能定理（Word教参）-2022高考物理一轮复习【优化指导】高中总复习·第1轮（新高考版）

第2讲　动能　动能定理 一、动能 1．定义：物体由于运动而具有的能． 2．公式：Ek＝mv2． 3．单位：焦耳，1 J＝1 N·m＝1 kg·m2/s2. 4．物理意义 (1)动能是状态量，v是瞬时速度(选填“瞬时速度”或“平均速度”). (2)动能是标量(选填“矢量”或“标量”)，只有正值，动能与速度方向无关(选填“有关”或“无关”). 5．动能的变化：物体末动能与初动能之差，即ΔEk＝mv－mv． [微点拨] (1)动能是状态量，物体的动能与相应时刻或位置的瞬时速度一一对应． (2)动能取决于物体的质量和速度的大小，与速度的方向无关． 二、动能定理 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动能的变化量． 2．表达式：W＝mv－mv． 3．物理意义：合外力的功是物体动能变化的量度． 4．动能定理的特点 → [微点拨]　动能是标量，mv2中的v指物体的合速度，动能定理中的功指所有力做的总功，所以不能把速度分解到某个力的方向上应用动能定理． 1．判断正误 (1)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．(　√　) (2)动能不变的物体一定处于平衡状态．(　×　) (3)如果物体所受的合外力为零，那么合外力对物体做功一定为零．(　√　) (4)物体在合外力作用下做变速运动时，动能一定变化．(　×　) (5)物体的动能不变，所受的合外力必定为零．(　×　) (6)做自由落体运动的物体，动能与时间的二次方成正比．(　√　) 2．(多选)关于动能，下列说法正确的是(　AB　) A．公式Ek＝mv2中的速度v一般是物体相对于地面的速度 B．动能的大小由物体的质量和速率决定，与物体运动的方向无关 C．物体以相同的速率向东和向西运动，动能的大小相等但方向不同 D．物体以相同的速率做匀速直线运动和曲线运动，其动能不同 3．(新教材鲁科版必修第二册P31T3)某同学骑自行车下坡．已知坡长50 m、高8 m，人和车的总质量为100 kg.下坡时车的初速度为4 m/s，在人不踏车的情况下，到达坡底时车速为10 m/s.取重力加速度g＝10 m/s2，则下坡过程中阻力做的功为(　B　) A．－4 000 J　　　　　　　 B．－3 800 J C．－5 000 J D．200 J 4．(新教材人教版必修第二册P88T5)运动员把质量为400 g的足球踢出后，某人观察它在空中的飞行情况，估计上升的最大高度是5 m，在最高点的速度为20 m/s.不考虑空气阻力，g取10 m/s2.请你根据这个估计，计算运动员踢球时对足球做的功． 答案　100 J 考点一　动能定理的理解及应用 1．对“外力”的两点理解 (1)“外力”可以是重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力等，它们可以同时作用，也可以不同时作用． (2)“外力”既可以是恒力，也可以是变力． 2．公式中“＝”体现的三个关系 数量关系 合力做的功与物体动能的变化相等 单位关系 国际单位都是焦耳 因果关系 合力做功是物体动能变化的原因 3.标量性 动能是标量，功也是标量，所以动能定理是一个标量式，不存在方向的选取问题．当然动能定理也就不存在分量的表达式．例如，以相同大小的初速度不管向什么方向抛出，在最终落到地面上速度大小相同的情况下，所列的动能定理的表达式都是一样的． 1．(应用动能定理直线运动)如图所示，B是水平地面上AC的中点，可视为质点的小物块以某一初速度从A点滑动到C点停止．小物块经过B点时的速度等于它在A点时速度的一半．则小物块与AB段间的动摩擦因数μ1和其与BC段间的动摩擦因数μ2的比值为(　C　) A．1　　　　 B．2　　　　 C．3　　　　 D．4 解析　－μ1mgl＝m－mv，－μ2mgl＝0－m；解得＝3. 2．(应用动能定理解决抛体运动)(2020·湘赣皖十五校5月联考)某同学参加学校运动会立定跳远项目比赛，从起跳至着地的整个过程如图所示，测量得到比赛成绩是2.4 m，目测空中脚离地最大高度约为0.8 m．已知他的质量约为60 kg，重力加速度g＝10 m/s2，忽略空气阻力，则起跳过程该同学所做的功约为(　C　) A．90 J B．480 J C．800 J D．1 250 J 解析　该同学起跳后做抛体运动，从起跳至达到最大高度的过程中，其在竖直方向做加速度为g的匀减速直线运动，则有t＝＝ s＝0.4 s，故竖直方向初速度为vy＝gt＝4 m/s；其在水平方向做匀速直线运动，则有v0＝＝ m/s＝3 m/s.根据速度的合成可知起跳时的速度为v＝＝5 m/s，因该同学的质量约为60 kg，根据动能定理得起跳过程该同学所做的功约为W＝mv2＝750 J，最接近800 J，选项C正确，A、B、D错误． 3．(动