内容正文:
考点24 动能定理及其应用
(核心考点精讲精练)
1. 5年真题考点分布
动能定理及其应用
2023·山东卷·T18
2023·广东卷·T8
2022·江苏卷·T8
2021·全国甲卷·T20
2021·河北卷·T6
2020·全国卷Ⅱ·T25
2020·江苏卷·T4
2019·全国卷Ⅱ·T24
2. 命题规律及备考策略
【命题规律】近几年高考主要考查:动能定理求变力做功、动能定理在电磁感应中的应用
【备考策略】
1.理解动能、动能定理,会用动能定理解决一些基本问题.
2.能利用动能定理求变力做的功.
3.掌握解决动能定理与图像结合的问题的方法.
【命题预测】
动能定理是高考的必考点,要注意灵活运动动能定理解决问题。要注意动能定理与图像结合的问题
考向1 动能定理的理解和基本应用
1.做功的过程就是能量转化的过程,动能定理表达式中的“=”的意义是一种因果关系在数值上相等的符号。
(1)因果关系:合力做功是引起物体动能变化的原因。
(2)数量关系:合力做功与动能变化具有等量代换的关系。
(3)单位关系:国际单位制中功和能的单位都是焦耳。
2.动能定理中所说的“力”,既可以是重力、弹力、摩擦力,也可以是静电力、磁场力或其他力;既可以是恒力,也可以是变力。
3.动能定理中涉及的物理量有F、l、α、m、v、W、Ek,在处理含有上述物理量的问题时,优先考虑使用动能定理。
4.应用动能定理的注意事项
(1)应用动能定理解题应抓好“两状态,一过程”。“两状态”即明确研究对象的始、末状态的速度或动能情况,“一过程”即明确研究过程,确定这一过程研究对象的受力情况和位置变化或位移信息,明确各力做功的正、负,确实难以判断的先假定为正功,最后根据结果加以检验。
(2)动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系的,一般以地面或相对地面静止的物体为参考系。
(3)动能定理的表达式为标量式,不能在某一个方向上列动能定理方程。
5.应用动能定理的解题流程
(多选)(2023·广东·统考高考真题)人们用滑道从高处向低处运送货物.如图所示,可看作质点的货物从圆弧滑道顶端点静止释放,沿滑道运动到圆弧末端点时速度大小为。已知货物质量为,滑道高度为,且过点的切线水平,重力加速度取。关于货物从点运动到点的过程,下列说法正确的有( )
A.重力做的功为 B.克服阻力做的功为
C.经过点时向心加速度大小为 D.经过点时对轨道的压力大小为
(2023·湖南·模拟预测)如图所示三个高度相同的固定轨道,倾角,三个质量均为m的小物块A、B、C从各自倾斜轨道上的最高点由静止释放,最后都停在水平面上,整个运动过程中物块A、B、C相对各自起点的水平位移分别为、、;若将另外一个质量为M()的小物块D从图甲中轨道的最高点由静止释放,它最后停在水平面上的位置距离起点的水平距离为。(x2、x3、x4在图中未标出)已知4个小物块与倾斜轨道、水平轨道间的动摩擦因数相同,且通过轨道拼接处无机械能损失,下列选项中正确的是( )
A. B.
C. D.
考向2 动能定理与图像问题的结合
1.五类常见图像中“面积”或斜率的意义
2.动能定理与图像综合问题的求解步骤
(1)观察题目给出的图像,弄清纵坐标、横坐标所对应的物理量及图线所表示的物理意义。
(2)根据物理规律推导出纵坐标与横坐标所对应的物理量间的函数关系式。
(3)将推导出的物理函数关系式与数学上与之相对应的标准函数关系式相对比,找出图线的斜率、截距、图线的交点,弄清图线与坐标轴围成的面积所表示的物理意义,分析解答问题,或者利用函数图线上的特定值代入函数关系式求物理量。
【特别提醒】解决图像问题的基本步骤
(1)观察题目给出的图像,弄清纵坐标、横坐标所对应的物理量及图线所表示的物理意义.
(2)根据物理规律推导出纵坐标与横坐标所对应的物理量间的函数关系式.
(3)将推导出的物理规律与数学上与之相对应的标准函数关系式相对比,找出图线的斜率、截距、图线之间的交点、图线与横轴围成的面积所对应的物理意义,分析解答问题,或者利用函数图线上的特定值代入函数关系式求物理量.
(多选)(2023·山西·统考高考真题)一质量为1kg的物体在水平拉力的作用下,由静止开始在水平地面上沿x轴运动,出发点为x轴零点,拉力做的功W与物体坐标x的关系如图所示。物体与水平地面间的动摩擦因数为0.4,重力加速度大小取10m/s2。下列说法正确的是( )
A.在x = 1m时,拉力的功率为6W
B.在x = 4m时,物体的动能为2J
C.从x = 0运动到x = 2m,物体克服摩擦力做的功为8J
D.从x = 0运动到x = 4的过程中,物体的动量最大为2kg∙m/s
(2023·安徽·校联考三模)如图1所示,光滑的六分之一圆弧轨道竖直放置,底端通过光滑轨道与