复习专题十三 动能定理-【精剖细解】2023年新高二物理暑假新思路分段讲义（全国通用）

复习专题十二 功和功率 ——精剖细解细复习讲义 知识点1：动能 1、定义 物体由于运动而具有的能叫动能。 2、表达式 Ek＝mv2 3、单位 国际单位为焦耳，简称焦，符号为J。 4、特性 标示性 动能为标量，只有大小，没有方向。 瞬时性 动能具有瞬时性，与某一时刻或某一位置的速度相对应。 相对性 选取不同的参考系，物体的速度不同，动能也不同，一般以地面为参考系。 5、物理意义 动能是表征物体运动状态的物理量。因此动能是状态量（与物体某一时刻或某一位置的速度相对应）。 6、动能与速度的关系 速度变了，动能不一定变化，只有速度的大小变了动能才变。 动能的定义和表达式 1．如图所示，某地有一风力发电机，它的叶片转动时可形成一个圆面。某时间内该地区的风速从6m/s提升至9m/s，风向均恰好跟叶片转动的圆面垂直，假如空气的密度相同，这个风力发电机将此圆内空气动能转化为电能的效率不变。则风速提升前后发电机的输电功率之比为（　　）    A．1：2 B．2：3 C．4：9 D．8：27 2．甲乙两个物体质量相等，若他们的速度之比为1：3，则它们的动能之比为（　　） A．1：3 B．3：1 C．1：9 D．9：1 物体动能的比较 3．如图所示，质量相同的两小球a、b分别从斜面顶端A和斜面中点B沿水平方向抛出，恰好都落在斜面底端，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．小球a、b抛出时的初速度大小之比为2∶1 B．小球a、b到达斜面底端时的位移之比为 C．小球a、b到达斜面底端时的动能之比为4∶1 D．小球a、b到达斜面底端时速度方向与斜面夹角之比为1∶1 4．如图所示，高度相同、倾角不同的两个光滑斜面固定在同一水平地面上，质量相等的两个物体分别从两斜面顶端由静止开始下滑，不计空气阻力，在它们到达斜面底端的过程中（　　） A．到达底部时重力的功率相等 B．重力做的功相同 C．到达底部时的速度相同 D．到达底部时的动能不相等 知识点2：动能定理 1、内容 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。 2、表达式 W＝Ek2－Ek1＝mv－mv。W表示物体所受合外力做的功，Ek1＝mv、Ek2＝mv分别表示物体的初、末动能。 3、物理意义 动能定理指出了合外力做的总功与动能的变化关系，即动能变化的大小由外力对物体做的总功的多少决定。合外力所做的功是物体动能变化的量度。动能定理说明了合外力对物体所做的总功和物体的动能变化的因果关系和数量关系，不可理解为功转变成了物体的动能，而是物体动能的变化是通过合外力所做的总功的过程来实现的。 4、适用条件 动能定理适用于直线运动、曲线运动、恒力做功、变力做功、分段做功等各种情况。 研究对象是单个物体，或者是可以看成单一物体的物体系。 5、因果关系和数量关系 因果关系：合外力的功是物体动能变化的原因。 数量关系：合外力所做的总功与物体动能的变化具有等量代换关系。 6、动能解题步骤 对于多个物理过程要仔细分析，将复杂的过程分割成一个个子过程，分别对每个过程进行分析，得出每个过程遵循的规律，当每个过程都可以运用动能定理时，可以选择分段或全程应用动能定理。 物体所受的力在哪段位移上做功，哪些力做功，做正功还是负功，然后再正确写出总功。 7、对动能定理的理解 合外力所做的总功就是动能的增量，也不意味着功转变成了动能，而是意味着功引起了动能的变化。 总功的求法： ①先由力的合成与分解法或根据牛顿第二定律求出合力F合，然后由W＝F合lcosα计算； ②计算各个力对物体做的功W1、W2、…、Wn，然后将各个外力所做的功求代数和。 合外力做的功中的位移和速度必须是相对于同一个参考系的，一般以地面（相对地面静止的物体）为参考系。 列动能定理方程时，必须明确各力做功的正、负，确实难以判断的先假定为正功，最后根据结果加以确定。 优先使用该定理的问题：①不涉及加速度、时间的问题；②有多个物理过程且不需要研究整个过程中的中间状态的问题；③变力做功的问题；④含有F、l、m、v、W、Ek等物理量的力学问题。 应用动能定理的关键在于对研究对象进行准确的受力分析及运动过程分析，并画出运动过程的草图，借助草图理解物理过程之间的关系。 8、动能定理与F－x图像 F－x图：以力为纵坐标，位移为横坐标建立的平面直角坐标系，F－x图线与坐标轴围成的面积表示力所做的功。 图像的实质是力与运动的关系问题，求解这类问题的关键是理解图像的物理意义，理解图像的轴、点、线、截、斜、面六大功能。 解题方法：看清图像的横、纵坐标所表示的物理量及单位并注意坐标原来是否从0开始。理解图像的物理意义，能够抓住图像的一些关键点，如斜率、截距、面积、交点、拐点的物理意义。判断物体的运动情况或受力情况，明确因变量与自变量间的制约关系，明确物理