专题 8 动能和动能定理（4大知识点+7大题型）-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

专题07 功和功率 目录 知识点1：动能和动能定律的理解 1 知识点2：考向二应用动能定理求变力做功 2 知识点3：利用动能定理求解多过程问题 2 知识点4：动能定理与图像问题的综合 3 3 题型01：动能的定理的理解 3 题型02：动能定理的简单应用 5 题型03：动能定理求解变力作用下的做功问题 8 题型04：运用动能定理求解多过程问题 10 题型05：运用动能定理求解机车启动的问题 12 题型06：利用动能定理解决物体在传送带上的问题 15 题型07：利用动能定理求解其他问题 19 23 知识点1：动能和动能定律的理解 1. 动能 （1）定义：物体由于运动而具有的能量叫做动能； （2）表达式： （3）单位：焦耳，简称焦，符号是J （4）动能具有的特点 ①动能是标量，与速度的方向无关，不能合成或分解，且动能只有正值； ②动能具有瞬时性和相对性，这是由速度的瞬时性和相对性决定的，即动能与物体在任意时刻的速度是对应的，是一个状态量；对于同一个物体，在速度不变时，相对于不同的参考系其动能是不-样的。 2. 动能定理 （1）内容：在一个过程中合外力对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化量． （2）表达式：W＝mv22－mv12＝Ek2－Ek1 （3）适用条件： ①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，也可以分阶段作用． （4）应用技巧：若整个过程包含了几个运动性质不同的分过程，既可以分段考虑，也可以整个过程考虑． 知识点2：考向二应用动能定理求变力做功 在一个有变力做功的过程中，当变力做功无法直接通过功的公式求解时，可用动能定理，W变＋W恒＝mv22－mv12，物体初、末速度已知，恒力做功W恒可根据功的公式求出，这样就可以得到W变＝mv22－mv12－W恒，就可以求变力做的功了． 知识点3：利用动能定理求解多过程问题 1．解题的基本思路 （1）选取研究对象，明确它的运动过程； （2）分析受力情况和各力的做功情况； （3）明确研究对象在过程的初末状态的动能Ek1和Ek2； （4）列动能定理的方程W合＝Ek2－Ek1及其他必要的解题方程，进行求解． 2. 动能定理解题的几点技巧 （1）运用动能定理解决问题时，选择合适的研究过程能使问题得以简化。当物体的运动过程包含几个运动性质不同的子过程时，可以选择一个、几个或全部子过程作为研究过程。 （2）当选择全部子过程作为研究过程，涉及重力、大小恒定的阻力或摩擦力做功时，要注意运用它们的功能特点：①重力的功取决于物体的初、末位置，与路径无关；②大小恒定的阻力或摩擦力做的功等于力的大小与路程的乘积。 知识点4：动能定理与图像问题的综合 1．图像所围“面积”和图像斜率的含义 v­t图像 由公式x＝vt可知，v­t图线与t轴围成的面积表示物体的位移 a­t图像 由公式Δv＝at可知，a­t图线与t轴围成的面积表示物体速度的变化量 F­x图像 由公式W＝Fx可知，F­x图线与x轴围成的面积表示力所做的功 P­t图像 由公式W＝Pt可知，P­t图线与t轴围成的面积表示力所做的功 Ek­x图像 由公式Fx＝Ek－Ek0可知，Ek­x图像的斜率表示合外力 2、解决物理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。 题型01：动能的定理的理解 1．一质量为m的足球，以速度v由地面踢起，当它到达离地面高度为h的B点处（取B点处所在水平面为参考平面）时，下列说法正确的是（重力加速度为g，不计空气阻力）（　　） A．重力势能为mgh B．动能为mgh C．机械能为 D．机械能为 2．两个质量不相等的小铁块A和B，分别从两个高度相同的光滑斜面和光滑圆弧斜坡的顶端由静止开始滑向底部，如图所示，则下面说法正确的是（　　）    A．下滑过程中重力所做的功相等 B．到达底部的时候动能相同 C．它们到达底部时速率相同 D．它们到达底部时重力的功率相等 3．如图所示，一个小孩沿粗糙的倾斜滑梯加速滑下，在下滑过程中小孩（　　）    A．动能减少，机械能减少 B．重力势能减少，动能增加 C．重力势能增大，机械能减少 D．动能增大，机械能不变 4．跳伞运动员在刚跳离飞机、其降落伞尚未打开的一段时间内，下列说法中正确的是（　　） A．空气阻力做正功 B．重力势能增加 C．动能减少 D．空气阻