8.3 专题 动能定理的应用 讲义 -2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

动能定理的应用 1内容：合外力所做的总功等于物体动能的变化 2. 表达式： 3. 物理意义：合力的功是物体动能变化的量度 4. 适用范围：普遍适用 既适用于直线运动，也适用于曲线运动； 既适用于恒力做功，也适用于变力做功，力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以分段作用． 若物体运动的过程中包含几个不同过程，应用动能定理时，可以分段考虑，也可以视全过程为一整体来处理． 动能定理的研究对象既可以是单一物体，也可以是多个物体组成的系统. 类型题： 单段运动-直线 1.一质量为 2kg 的物块从倾角为 37°的光滑斜面静止下滑，斜面高为 1.8m，求落地的速度为多少？ 补充：如果斜面不光滑，u=0.2，求落地的速度 类型题： 单段圆周 恰好能做一个完整的圆周运动 ( A )1.如图所示一绳长为 2.5m 细绳系着一质量为 4kg 的小球，若小球恰好在竖直平面内做圆周运动（g 取 10m/s2）问： （1）小球通过最低点的速度是多少？ （2）通过最低点的拉力是多少？ ( B ) 2.如图所示一 3.6m 的杆子上有一质量为 4kg 的小球，若小球恰好在竖直平面内做圆周内做圆周运动（g 取 10m/s2）问： （1）小球通过最低点的速度是多少？ （2）通过最低点的拉力是多少？ 3.如图所示，竖直平面内一半径为R的半圆型轨道，两边端点等高，一个质量为m的质点从左端点由静止开始下滑，滑倒最低点时对轨道压力为2mg，g为重力加速度，则此下滑过程中克服摩擦力的功是? 类型题： 多段运动直线(0-v-0) 1．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＝ 3.2m，斜面长 AC＝ 4.0m，斜面与水平地面 CD 段间有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均 μ＝ 0.5，不计空气阻力， g＝ 10m/s2。求： （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 类型题： 多段-直线结合圆周 如图，一个质量为的小球以某一初速度从P点水平抛出，恰好从光滑圆弧ABC的A点的切线方向进入圆弧（不计空气阻力，进入圆弧瞬间速度大小不变）。已知圆弧的半径，，B点和C点分别为圆弧的最低点和最高点，小球到达A点时的位置与P点间的水平距离为，求： （1）小球做平抛运动的初速度大小； （2）若小球恰好能过C点，且轨道的B点和C点受到小球的压力之差为，求小球运动到B点时的速度大小； （3）根据第（2）问，请分析小球最终能否落到与B点等高的水平面，若能，求出落地点与P点的水平距离 ；若不能，请说明原因。 类型题： 摩擦力做功特点 特点：斜面摩擦力•斜面距离=水平面摩擦力•水平距离 1.如图所示，质量相同的物体分别自斜面AC和BC的顶端由静止开始下滑，物体与斜面间的动摩擦因数相同，物体滑至斜面底部C点时的动能分别为E1和E2，下滑过程中克服摩擦力所做功分别为W1和W2，则（　　） A．E1>E2，W1<W2 B．E1＝E2，W1＝W2 C．E1<E2，W1>W2 D．E1>E2，W1＝W2 2.如图所示，一木块分别沿着高度相同、倾角不同的三个固定斜面从顶端由静止滑下，若木块与各斜面间的动摩擦因数都相同，则木块滑到底端的动能大小关系是（    ） A．倾角大的动能最大 B．倾角小的动能最大 C．倾角最接近45°的动能最大 D．三者的动能一样大 考点一　动能定理的简单应用 1． [多选]人通过滑轮将质量为m的物体，沿粗糙的斜面由静止开始匀加速地由底端拉上斜面，物体上升的高度为h，到达斜面顶端的速度为v，如图所示。则在此过程中 (　　) A．物体所受的合外力做功为mgh＋ B．物体所受的合外力做功为 C．人对物体做的功为mgh D．人对物体做的功大于mgh 2．一物体静止在粗糙水平地面上。现用一大小为F1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为v。若将水平拉力的大小改为F2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v。对于上述两个过程，用WF1、WF2分别表示拉力F1、F2所做的功，Wf1、Wf2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则（ ） A．WF2>4WF1，Wf2>2Wf1 B．WF2>4WF1，Wf2＝2Wf1 C．WF2<4WF1，Wf2＝2Wf1 D．WF2<4WF1，Wf2<2Wf1 考点二 动能定理应用：计算变力做功 3．一个质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂于O点，小球在水平拉力F作用下，从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点，此时轻绳与竖直方向夹角为θ，如图所示，则拉力F所做的功为(　　) A． mgLcos θ