2023届高考物理一轮复习学案：5.2动能定理及其应用

必修二 机械能 §5.2动能定律及其应用（导学提纲） 班级： 姓名： 【学习目标】 1.理解动能和动能定理。（完成题1、2） 2.能用动能定理解决相关问题。（完成题3、4、5、6） 【使用说明】 1.阅读教材P66-67，写出动能的公式和动能定理的表达式。 2.阅读教材P67，写出动能定理的内容。 3.做教材P67-68例题1、2，总结应用动能定理可以求解那些物理量。 4.根据所做的题目，归纳应用动能定理解决问题的步骤。 【知识构建】按使用说明完成 概念： 公式： 解题步骤： 【探究问题一】对动能、动能定理的理解 题1.如图，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度。求 （1）木箱获得的动能与拉力所做的功的大小关系。 （2）木箱获得的动能与克服摩擦力所做的功的大小关系。 （3）拉力与摩擦力对木箱做功之和与木箱获得的动能的大小关系。 题2.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20m/s。不考虑空气阻力，g取10 m/s2。请你根据这个估计求， （1）此过程中，重力对足球做的功。 （2）计算运动员踢球时对足球做的功。 【探究问题二】利用动能定理解决多过程问题 题3.如图，与水平面夹角θ＝37°的斜面和半径R＝0.4 m的光滑圆轨道相切于B点，且固定于竖直平面内。滑块从斜面上的A点由静止释放，经B点后沿圆轨道运动，通过最高点C时轨道对滑块的弹力为零。已知滑块与斜面间动摩擦因数μ＝0.25。(g取10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求： (1)滑块在C点的速度大小vC； (2)滑块在B点的速度大小vB； (3)A、B两点间的高度差h。 题4.如图，某一斜面的顶端到正下方水平面O点的高度为h，斜面与水平面平滑连接。一小木块从斜面的顶端由静止开始滑下，滑到水平面上的A点停下。已知小木块与斜面、水平面间的动摩擦因数均为μ，求 （1）木块在水平面上停止点A的位置到O点的距离x （2）证明：x与斜面倾角θ的大小无关m h A O x 【探究问题三】动能定理与图像的结合问题 题5.如图甲所示，长为4m的水平轨道AB与半径为R＝0.6 m的竖直半圆轨道BC在B处平滑连接，C点在B点的正上方，有一质量为m＝1 kg的滑块(大小不计)受水平外力F的作用，从A处由静止开始向右运动，F与滑块位移x的关系图像如图乙所示，滑块与轨道AB间的动摩擦因数为μ＝0.25，与轨道BC间的动摩擦因数未知，g取10 m/s2。(规定水平向右为力F的正方向) (1)求滑块到达B处时的速度大小； (2)求滑块的水平轨道AB上运动的加速度和运动前2m所用的时间； (3)若滑块到达B点时撤去外力F，滑块沿半圆轨道内侧上滑，并恰好能到达最高点C，则滑块在半圆轨道上克服摩擦力所做的功是多少？ 【链接高考】 题6.(2019·全国卷Ⅲ，改编)从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用。距地面高度h在3m以内时，物体上升、下落过程中动能Ek随h的变化如图所示（重力加速度取10 m/s2）,完成下列问题： （1）画出上升过程和下降的受力示意图。 （2）上升过程图像斜率绝对值表示什么含义？下降过程图像斜率绝对值表示什么含义？ （3）上升过程物体所受合力的功是正值还是负值？正值或负值表示什么意思？ 下降过程物体所受合力的功是正值还是负值？正值或负值表示什么意思？ （4）写出上升过程动能定理的表达式。 写出下降过程动能定理的表达式。 （5）求出物体的质量m= kg，求出物体所受阻力f= N。 （6）上升图线和下降图线延长后能否相交？若相交求出交点坐标，并说明其含义。 （7）物体从地面上抛出时速度大小V0 = m/s。物体下降到地面时的速度大小V= m/s。 （8）物体上升过程的加速度a1= m/s2 ，下降过程的加速度大小a2 = m/s2。 （9）物体上升到最高点经历的时间t1 = s ，物体从最高点下降到地面经历的时间t2 = s。 （10）在同一坐标系中画出上升和下降过程的速度-时间图像。在同一坐标系中画出上升和下降过程的速率-时间图像。 （11）物体上升到最高点过程的平均速度大小为 m/s。 物体上、下全过程的平均速度大小为 m/s。 （12）物体上升过程阻力做功为 J ，合力做的功为 J，二者相等吗？ （13）物体上下全过程阻力做功为 J ，重力做的功为 J。 （14）h= 0时物体的机械能E1 = J，h= 3m时物体的