专题10 动能定理及其应用-2021-2022学年高一物理下学期期中期末专题复习（人教版2019）

专题10 动能定理及其应用（教师版） 一、目标要求 目标要求 重、难点 动能定理 重点 动能定理的应用 重点 二、知识点解析 1．动能 物体由于运动而具有的能，这种能量即为动能． 2．动能的公式 首先，我们设计这样的物理情景：一物体质量为m，静止在光滑水平面上，在恒定外力F作用下，物体发生一段位移s，得到速度v，这个过程中外力做功W=Fs，根据动力学规律可以推导出： 这表明，物体的动能(一般用符号表示)可量化为： 3．动能的理解 (1)单位：在国际单位制中是焦耳(J)．1 kg·(m/s)2=1 N·m=1 J． (2)动能是状态量．对于给定的物体(m一定)，某状态下速度的大小决定了该状态下的动能． (3)动能是标量，只有大小，没有方向，且总大于(v≠0时)或等于零(v=0时)，不可能小于零(无负值)． (4)动能是相对量(因速度是相对量)．参考系不同，速度就不同，所以动能也不同． (5)动能的变化，又称动能的增量，是指一个运动过程中物体末状态的动能Ek2(对应于速度v2)与初状态的动能Ek1(对应于速度v1)之差． 4．动能定理 力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化(增量)．这个结论即为动能定理． 5．动能定理的理解 (1)如果物体受到几个力的作用，则动能定理中的“功”指的是各力做功的代数和，亦即合外力做的功． (2)因外力做功可正、可负，所以物体在某一运动过程中动能可能增加，也可能减少，因而定理中“增量”一词，不表示动能一定增大，确切含义应该是末态与初态的动能差，或称为“改变量”，数值可正可负． (3)功是伴随一个物理过程而产生的，是过程量；动能是状态量．动能定理表示了过程量等于状态量的改变量． (4)动能定理描述了力作用在一段位移上(空间积累)的效果是产生动能变化，其实质是一个质点的功能关系． (5)动能定理对应的是一个过程，它只涉及物体初、末状态的动能和整个过程中合外力的功，计算十分方便． 6．应用动能定理解题的一般步骤 (1)恰当选取研究对象； (2)对研究对象进行受力分析，画出受力图； (3)分析研究对象的运动过程，确定初、末状态； (4)求出从初状态到末状态的过程中各力对研究对象所做的总功； (5)计算研究对象从初状态到末状态的动能增量； (6)建立动能定理方程、解方程、做必要的讨论． 三、考查方向 题型1：对动能基本概念的理解 典例一：关于动能的理解，下列说法错误的是(　　) A．凡是运动的物体都具有动能 B．物体的动能不能为负值 C．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 D．动能不变的物体，一定处于平衡状态 题型2：对动能定理公式的理解 典例二：(多选)下列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，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．物体做变速运动，合外力一定不为零，动能不一定变化 D．物体的动能不变，所受的合外力必定为零 题型3：动能定理解决多过程问题 典例三：如图，物体从斜面顶端由静止下滑，到底端B后经过一小段光滑圆弧，进入水平地面．已知物体质量为m=10 kg，斜面顶端离地面高为h=2.4 m，斜面倾角θ=37°，物体与斜面和水平地面的动摩擦因数均为μ=0.5．取g=10 m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80． (1)求物体到达B点时的速度大小； (2)物体从斜面上滑下后在水平地面上滑行直至停下来．求物体停下来的位置距B点的距离． 题型4：动能定理解决变力做功问题 典例四：如图所示，板长为L，板的B端静止放有质量为m的小物体，物体与板的动摩擦因数为μ．开始时板水平，在缓慢转过一个小角度α的过程中，小物体保持与板相对静止，则在这个过程中( ) A．摩擦力对小物体做功为μmgLcosα(1﹣cosα) B．摩擦力对小物体做功为mgLsinα(1﹣cosα) C．弹力对小物体做功为mgLsinα D．弹力对小物体做功为mgLcosαsinα 题型5：动能定理与图像的结合 典例五：(多选)质量为1 kg的物体以某一初速度在水平面上滑行，由于摩擦力的作用，其动能随位移变化的图线如图所示，g取10 m/s2，则以下说法中正确的是( ) A．物体与水平面间的动摩擦因数为0.5 B．物体与水平面间的动摩擦因数为0.25 C．物体滑行的总时间为4 s D．物体滑行的总时间为2.5 s 四、模拟训练 一、基础练习 1.(多选)某质量为m的物体，分别做下列运动，其动能在运动过程中一定随时间不断变化的是( ) A．匀速直线运动 B．匀变速直线运动 C．平抛运动 D．匀速圆周运动 2.在下列几种情