(配套教参)第五章 第2讲 动能定理及其应用-【高考领航】2024高考物理大一轮复习教师用书word+课件PPT（新教材，人教版）

第2讲　动能定理及其应用 一、动能 1．公式：Ek＝mv2，式中v为瞬时速度，动能是状态量。 2．矢标性：动能是标量，只有正值。 3．动能的变化量：ΔEk＝mv22－mv12。 4．动能的相对性：由于速度具有相对性，则动能也具有相对性，一般以地面为参考系。 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＝mv22－mv12。 3．物理意义：合外力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)力可以是各种种类的力，既可以同时作用，也可以不同时作用。 一、易混易错判断 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．动能不变的物体一定处于平衡状态。(×) 3．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。(√) 4．物体在合外力作用下做变速运动时，动能一定变化。(×) 5．物体的动能不变，所受的合外力必定为零。(×) 6．做自由落体运动的物体，动能与时间的二次方成正比。(√) 二、经典小题速练 1．(人教版教材原题改编)一同学将地面上一质量m＝400 g的足球沿与水平方向成θ＝45°角踢出，足球与脚分开时的速度大小为10 m/s，不计空气阻力，足球可看作质点，重力加速度g取10 m/s2。则该同学踢球时对足球做的功为(　　) A.200 J　　　　　　　 B.100 J C.20 J D.10 J 解析：C　W＝mv2＝×0.4×102 J＝20 J，故选C。 2．(人教版教材原题改编)如图所示，倾角θ＝37°的斜面AB与水平面平滑连接于B点，A、B两点之间的距离x0＝3 m，质量m＝3 kg的小物块与斜面及水平面间的动摩擦因数均为μ＝0.4。当小物块从A点由静止开始沿斜面下滑的同时，对小物块施加一个水平向左的恒力F(图中未画出)，g取10 m/s2。若F＝10 N，小物块从A点由静止开始沿斜面运动到B点时撤去恒力F，求得小物块在水平面上滑行的距离x为(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)(　　) A.5.7 m B.4.7 m C.6.5 m D.5.5 m 解析：B　小物块在斜面上受力如图所示，从A点开始沿ABC路径运动到C点停止过程中，由动能定理可得Fx0cos θ＋mgx0sin θ－Ffx0－μmgx＝0，Ff＝μFN，FN＋Fsin θ＝mgcos θ，代入数据解得x＝4.7 m，故选项B正确。 考点一　对动能定理的理解及应用(基础考点) 1．公式W合＝ΔEk中“＝”体现的三个关系 2．标量性：动能是标量，动能定理是标量式，解题时不能分解动能。 1．(对动能的理解)如图，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度。木箱获得的动能一定(　　) A.小于拉力所做的功 B.等于拉力所做的功 C.等于克服摩擦力所做的功 D.大于克服摩擦力所做的功 解析：A　由题意知，W拉－W克摩＝ΔEk，则W拉>ΔEk，A项正确，B项错误；W克摩与ΔEk的大小关系不确定，C、D项错误。 2.(动能定理的理解)(多选)如图所示，电梯质量为M，在它的水平地板上放置一质量为m的物体。电梯在钢索的拉力作用下竖直向上加速运动，当电梯的速度由v1增大到v2时，上升高度为H，重力加速度为g，则在这个过程中，下列说法正确的是(　　) A.对物体，动能定理的表达式为W＝mv22－mv12，其中W为支持力做的功 B.对物体，动能定理的表达式为W合＝0，其中W合为合力做的功 C.对物体，动能定理的表达式为W－mgH＝mv22－mv12，其中W为支持力做的功 D.对电梯，其所受的合力做功为Mv22－Mv12 解析：CD　电梯上升的过程中，对物体做功的有重力mg、支持力FN，这两个力的总功(即合力做的功)才等于物体动能的增量，即W合＝W－mgH＝mv22－mv12，其中W为支持力做的功，A、B错误，C正确；对电梯，无论有几个力对它做功，由动能定理可知，其合力做的功一定等于其动能的增量，即Mv22－Mv12，D正确。 3.(动能定理的应用)(多选)如图所示，质量为M的木块静止在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v0沿水平方向射入木块，并最终留在木块中与木块一起以速度v运动。已知当子弹相对木块静止时，木块前进的距离为L，子弹进入木块的深度为s。若木块对子弹的阻力F视为恒定，则下列关系式中正确的是(　　) A.FL＝Mv2 B.Fs＝mv2 C.Fs＝mv02－(M＋m)v2 D.F(L＋s)＝mv02－mv2 解析：ACD　根据动能定理，对子弹有－F(L＋s)＝mv2－mv02，选项D正确；对木块有FL＝Mv2，选项A正确；由以上二式可得