第五章 第2讲 动能定理及其应用-【创新教程】2024高考物理总复习大一轮教师用书word（新教材，人教版）

第2讲　动能定理及其应用 [必备知识·填充] [知识点一]　动能　 1．定义：物体由于　运动　而具有的能． 2．公式：Ek＝　mv2　，v为瞬时速度，动能是状态量． 3．单位：　焦耳　，1 J＝1 N·m＝1 kg·m2/s2. 4．标矢性：动能是　标量　，只有正值． 5．动能的变化量：ΔEk＝Ek2－Ek1＝　mv－mv　. [知识点二]　动能定理　 1．内容：合外力对物体所做的功等于物体　动能　的变化． 2．表达式：W＝ΔEk＝　mv－mv　. 3．物理意义：　合外力　对物体做的功是物体动能变化的量度． 4．适用条件 (1)既适用于直线运动，也适用于　曲线运动　. (2)既适用于恒力做功，也适用于　变力做功　. (3)力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以　不同时作用　. [学情自测·验收] 一、思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”) 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．物体的合外力对物体做的功为零，动能一定不变．(　√　) 3．物体在合外力作用下做变速运动，动能一定变化．(　×　) 4．物体的动能不变，其所受的合外力必定为零．(　×　) 5．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．(　√　) 二、走进教材 1．(人教版必修第二册 P88第1题改编)改变汽车的质量和速度，都能使汽车的动能发生变化，则下列说法正确的是(　　) A．质量不变，速度增大到原来的2倍，动能增大为原来的2倍 B．速度不变，质量增大到原来的2倍，动能增大为原来的4倍 C．质量减半，速度增大到原来的4倍，动能增大为原来的2倍 D．速度减半，质量增大到原来的4倍，动能不变 答案：D 2．(人教版必修第二册 P88第4题改编)民用航空客机的紧急出口打开时，会自动生成一个由气囊构成的斜面，模型简化如图所示．光滑斜面的竖直高度AB＝3.2 m，斜面长AC＝4.0 m，斜面与水平地面CD段间由一段小圆弧平滑连接．当物体由静止开始滑下，其与地面间的动摩擦因数为0.5，不计空气阻力，g取10 m/s2. (1)人滑到斜面底端C时的速度大小； (2)人离开C点后还要在地面上滑行多远才能停下？ 解析：(1)在AC过程中由动能定理得mgh＝mv， 解得vC＝8 m/s. (2)设人在CD水平面上滑行的距离为s 在AD过程中由动能定理得mgh－μmgs＝0 解得s＝6.4 m. 答案：(1)8 m/s　(2)6.4 m 3．(人教版必修第二册P86例题1改编)(1)试用牛顿运动定律求解教材第86页例题1，并与同学交流讨论． (2)教材第86页例题1中，假设在正常滑跑到L＝400 m时，飞机出现故障，紧急制动，制动阻力为1.2×105 N．求： ①出现故障时飞机的速度大小． ②在这种情况下，飞机场跑道的安全长度． [提示]　(1)以飞机为研究对象，受到重力、支持力、牵引力和阻力作用，它做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有F牵－kmg＝ma 根据运动学公式有v2－0＝2al 联立可得F牵＝kmg＋m 代入数据可得F牵＝1.04×105 N. [点评]　(1)教材中采用动能定理求解，因为动能定理适用于变力，可以处理牵引力是变力的情况；(2)[议一议](1)中采用牛顿运动定律和匀变速直线运动的公式求解，要假定牵引力是恒力，而实际中牵引力不一定是恒力．从这个例题可以看出，在处理不涉及物体运动过程中的加速度和时间的问题时，动能定理比牛顿第二定律具有优越性． (2)①设出现故障时飞机的速度为v′，根据动能定理有F牵L－kmgL＝mv′2－0 把数值代入可得v′＝ m/s≈32 m/s. ②飞机制动后牵引力为0，故 －kmgx＝0－mv′2 把数值代入可得x＝300 m 则飞机场跑道的安全长度L总＝x＋L 把数值代入可得L总＝700 m. 考点一　对动能定理的理解及应用 [考点解读] 1．动能定理公式中“＝”体现的“三个关系” 数量关系 合力的功与物体动能的变化可以等量代换 单位关系 国际单位都是焦耳 因果关系 合力做的功是物体动能变化的原因 2.应用动能定理解题的基本思路 [典题例析] [典例1]　(2021·全国甲卷，20)(多选)一质量为m的物体自倾角为α的固定斜面底端沿斜面向上滑动．该物体开始滑动时的动能为Ek，向上滑动一段距离后速度减小为零，此后物体向下滑动，到达斜面底端时动能为.已知sin α＝0.6，重力加速度大小为g.则(　　) A．物体向上滑动的距离为 B．物体向下滑动时的加速度大小为 C．物体与斜面间的动摩擦因数等于0.5 D．物体向上滑动所用的时间比向下滑动的时间长 [审题指导]　对物体从斜面底端滑动最高点和从最高点滑到底端的过程中分别列出动能定理方程进行求解． [解析] B