第五章 第2讲　动能定理及应用-【创新思维】2024高考物理一轮复习高考总复习配套教参（人教版 老教材 老高考）

第2讲　动能定理及应用 授课提示：对应学生用书第128页 一、 动能 1．定义：物体由于运动而具有的能叫动能。 2．公式：Ek＝mv2。 3．单位：焦耳，1 J＝1 N·m＝1 kg·m2/s2。 4．矢标性：动能是标量，只有正值。 5．状态量：动能是状态量，因为v是瞬时速度。 二、 动能定理 1．内容：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。 2．表达式：W＝mv22－mv12或W＝Ek2－Ek1。 3．物理意义：合外力做的功是物体动能变化的量度。 4．适用条件 (1)动能定理既适用于直线运动，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，也可以间断作用。 5．应用动能定理解决的典型问题大致分为两种 (1)单一物体的单一过程或者某一过程。 (2)单一物体的多个过程。动能定理由于不涉及加速度和时间，比动力学研究方法要简便。 1．判断正误 (1)动能是机械能的一种表现形式，凡是运动的物体都具有动能。(　　) (2)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。(　　) (3)动能不变的物体，一定处于平衡状态。(　　) (4)物体在合力的作用下做变速运动，动能一定变化。(　　) (5)物体的动能不变，所受的合力必定为零。(　　) 答案：(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)× 2．(人教版必修2 P74T1改编)改变汽车的质量和速度，都可能使汽车的动能发生改变。在下列几种情形下，汽车的动能不变的是(　　) A．质量不变，速度增大到原来的2倍 B．速度不变，质量增大到原来的2倍 C．质量减半，速度增大到原来的4倍 D．速度减半，质量增大到原来的4倍 答案：D 3．(沪科版必修2 P55T2)一个质量为m的物体静止在粗糙的水平面上，当此物体受水平力F的作用运动了距离s时，其动能为E1，而当此物体受水平力2F的作用运动了相同的距离时，其动能为E2，下列说法正确的是(　　) A．E2＝E1　　　　　　　 B．E2＝2E1 C．E2>2E1 D．E1<E2<2E1 答案：C 4．(新人教版必修第二册 P88T5)运动员把质量为400 g的足球踢出后(如图)，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20 m/s。不考虑空气阻力，g取10 m/s2。请你根据估计的数据，计算运动员踢球时对足球做的功。 答案：100 J 授课提示：对应学生用书第129页 热点一　 动能定理的理解 1．定理中“外力”的两点理解 (1)重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力或其他力，它们可以同时作用，也可以不同时作用。 (2)既可以是恒力，也可以是变力。 2．公式中“＝”体现的三个关系 1．2022年冬奥会在北京市和张家口市联合举行，冰壶是冬奥会的比赛项目。将一个冰壶以一定的初速度推出后将运动一段距离停下来。换一个材料相同、质量更大的冰壶，以相同的初速度推出后，冰壶运动的距离将(　　) A．不变　　　　　　　　 B．变小 C．变大 D．无法判断 答案：A 2．(2022·全国甲卷)北京2022年冬奥会首钢滑雪大跳台局部示意图如图所示。运动员从a处由静止自由滑下，到b处起跳，c点为a、b之间的最低点，a、c两处的高度差为h。要求运动员过c点时对滑雪板的压力不大于自身所受重力的k倍，运动过程中将运动员视为质点并忽略所有阻力，则c点处这一段圆弧雪道的半径不应小于(　　) A． B． C． D． 解析：运动员从a处滑至c处，mgh＝mvc2－0，在c点，N－mg＝m，联立得N＝mg(1＋)，由题意，结合牛顿第三定律可知，N＝F压≤kmg，则R≥，故D项正确。 答案：D 3．如图所示，运动员把冰壶沿水平冰面投出，让冰壶在冰面上滑行，在不与其他冰壶碰撞的情况下，最终停在远处的某个位置，按比赛规则，冰壶投出后，可以用毛刷在其滑行前方来回摩擦冰面，减小冰壶与冰面间的动摩擦因数以调节冰壶的运动，将冰壶的运动简化为直线运动且不考虑冰壶的转动。已知未摩擦冰面时，冰壶与冰面间的动摩擦因数为0.02。重力加速度g取10 m/s2。 (1)运动员以3.6 m/s的水平速度将冰壶投出，未摩擦冰面的情况下，求冰壶能在冰面上滑行的最大距离s； (2)设未摩擦冰面时，冰壶与冰面间的动摩擦因数为μ，摩擦冰面后二者之间的动摩擦因数变为kμ，其中0<k<1，若运动员仍以某一水平速度将冰壶投出，设运动过程中，冰壶运动中累计滑过被毛刷摩擦过的冰面长度为L，求与未摩擦冰面相比，冰壶运动可以多滑行的距离Δs。 解析：(1)以冰壶为研究对象，从投出冰壶到冰壶停下来的过程中－μmgs＝0－mv2，得s＝32.4 m。 (2)未摩擦冰面时有－μmg