内容正文:
专题12
动能定理
高三一轮专题复习
CONTENTS
动能定理的理解
恒力作用下的动能定理
动能定理与弹簧
动能定理与圆周
【 动能定理理解】
1.表达式:W=Ek2-Ek1=mv22-mv12
(1)Ek2=mv22表示这个过程的末动能;
Ek1=mv12表示这个过程的初动能.
(2)W表示这个过程中合力做的功,它等于各力做功的代数和.
2.物理意义:动能定理指出了合外力对物体所做的总功与物体动能变化之间的关系,即若合外力做正功,物体的动能增加,若合外力做负功,物体的动能减小,做了多少功,动能就变化多少.
3.实质:动能定理从能量变化的角度反映了力改变运动的状态时,在空间上的累积效果.
【例题1】
如图3所示,物体在距斜面底端5 m处由静止开始下滑,然后滑上与斜面平滑连接的水平面,若物体与斜面及水平面的动摩擦因数均为0.4,斜面倾角为37°.求物体能在水平面上滑行的距离.(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
【恒力作用下动能定理的应用 】
例题2、如图所示,用长为L的轻绳把一个小铁球挂在离水平地面高为3L的O点,小铁球以O为圆心在竖直面内做圆周运动且恰好能到达最高点A处,不计空气阻力,重力加速度为g,若运动到最高点时轻绳被切断,则小铁球落到地面时速度的大小为( )
A. B .
C.4 D.3
【动能定理与弹簧 】
例题3、 如图所示,在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m的小球A,若将小球A从弹簧的原长位置由静止释放,小球A能够下降的最大高度为h。若将小球A换为质量为3m的小球B,仍从弹簧原长位置由静止释放,则小球B下降h时的速度为(重力加速度为g,不计空气阻力)( )
A. B.
C. D.
动能定理与圆周
例题4、在学校组织的趣味运动会上,某科技小组为大家提供了一个游戏。如图所示,将一质量为0.1 kg的钢球放在O点,用弹射装置将其弹出,钢球沿着光滑的半圆形轨道OA和AB运动。BC段为一段长为L=2.0 m的粗糙平面,DEFG为接球槽。半圆形轨道OA和AB的半径分别为r=0.2 m、R=0.4 m,小球与BC段的动摩擦因数为μ=0.7,C点离接球槽的高度为h=1.25 m,水平距离为x=0.5 m,接球槽足够大,g取10 m/s2。求:
(1)要使钢球恰好不脱离半圆形轨道,钢球在A点的速度大小;
(2)钢球恰好不脱离轨道时,在B位置对半圆形轨道的压力大小;
(3)要使钢球最终能落入槽中,弹射速度v0至少多大。
【例题5、】
(多选)如图所示,长为L=0.4 m的轻杆一端连着质量为m=1 kg的小球,另一端用铰链固接于水平地面上的O点,初始时小球静止于地面上。现在杆中点处施加一大小不变、方向始终垂直于杆的力F,轻杆转动30°时撤去F,则小球恰好能到达最高点。忽略一切摩擦,重力加速度g=10 m/s2,π≈3。下列说法正确的是( )
A.力F所做的功为4 J
B.力F的大小约为40 N
C.小球到达最高点时,轻杆对小球的作用力大小为5 N
D.撤去F瞬间,小球的速度大小为2 m/s
例题6、
如图甲所示,视为质点的小球用不可伸长的轻绳连接,绕定点O在竖直面内做圆周运动,小球经过最高点的速度大小为v,此时绳子的拉力大小为FT。拉力FT与速度的平方的关系如图乙所示,重力加速度大小为g,不计空气阻力。则小球从最高点运动到最低点的过程中动能的变化量为( )
A. B.
C. D.
模板来自于: 第一PPT https:///
练习1、
如图所示,轻弹簧一端系在墙上的O点,自由伸长到B点。现将小物体靠着弹簧(不拴接)并将弹簧压缩到A点,然后由静止释放,小物体在粗糙水平面上运动到C点静止,则( )
A.小物体从A到B过程速度一直增加
B.小物体从A到B过程加速度一直减小
C.小物体从B到C过程中动能变化量大小小于克服摩擦力做功
D.小物体从A到C过程中弹簧的弹性势能变化量大小等于小物体克服摩擦力做功
模板来自于: 第一PPT https:///
练习2
(多选)如图甲所示,轻弹簧竖直放置,下端固定在水平地面上,一质量为m的小球从离弹簧上端高h处由静止释放。某同学研究小球落到弹簧上后继续向下运动到最低点的过程,他以小球开始下落的位置为原点,沿竖直向下方向建立坐标轴Ox,作出小球所受弹力F的大小随小球下落的位置坐标x的变化关系如图乙所示。不计空气阻力,重力加速度为g。以下判断正确的是( )
A.当x=h时,小球的速度开始减小,而加速度先减小后增大,直至最低点
B.最低点的坐标x=h+x1+
C.当x=h+2x1时,小球的加速度为-g,弹力为2mg且为小球下落的最低点
D.小球动能的最大值为mgh+
模板来自于: 第一PPT https:///
练习3
如图甲所示,质量为0.1 kg的小球从最低点A冲入竖直放置在水平地面上、半径为0.4 m的半圆形轨道,小球速度的平方与其高度的关系图像如图乙所示。已知小球恰能到达最高点C,轨道粗糙程度处处相同,空气阻力不计。g取10 m/s2,B为轨道AC中点。下列说法中不正确的是( )
A.图乙中x=4 m2·s-2
B.小球从B到C损失了0.125 J的机械能
C.小球从A到C合外力对其做的功为-1.05 J
D.小球从C抛出后,落地点到A的距离为0.8 m
模板来自于: 第一PPT https:///
练习4
小史驾驶着一辆质量为2×103kg的超级跑车,其发动机的额定功率为200kW。跑车在平直路面上从静止开始以a=5m/s2的加速度做匀加速直线运动,跑车受的阻力为跑车重力的0.1倍,重力加速度g取10m/s2,则( )
A.跑车的最大牵引力为F=2.4×105N
B.跑车做匀加速直线运动的最长时间为3s
C.当跑车速度v=20m/s时,加速度a=4m/s2
D.跑车能达到的最大速度为100km/h
模板来自于: 第一PPT https:///
练习5
如图所示,竖直固定放置的斜面DE与一光滑的圆弧轨道ABC相切,C为切点,圆弧轨道的半径为R,斜面的倾角为θ。现有一质量为m的滑块从D点无初速下滑,滑块可在斜面和圆弧轨道之间做往复运动,已知圆弧轨道的圆心O与A、D在同一水平面上,滑块与斜面间的动摩擦因数为μ,求:
(1)滑块第一次滑至左侧圆弧上时距A点的最小高度差h;
(2)滑块在斜面上能通过的最大路程s。
模板来自于: 第一PPT https:///
练习6
一质量为2 kg的物体,在水平恒定拉力的作用下以某一速度在粗糙的水平面上做匀速直线运动,当运动一段时间后拉力逐渐减小,且当拉力减小到零时,物体刚好停止运动.如图6所示为拉力F随位移x变化的关系图像,取g=10 m/s2,则据此可以求得( )
A.物体与水平面间的动摩擦因数为μ=0.25
B.物体匀速运动时的速度为v=4 m/s
C.合外力对物体所做的功为W合=32 J
D.摩擦力对物体所做的功为Wf=-64 J
模板来自于: 第一PPT https:///
练习7
半径R=1 m的圆弧轨道下端与一光滑水平轨道连接,水平轨道离水平地面高度h=1 m,如图7所示,有一质量m=1.0 kg的小滑块自圆轨道最高点A由静止开始滑下,经过水平轨道末端B时速度为4 m/s,滑块最终落在地面上,g取10m/s2,不计空气阻力,试求:
(1)滑块落在地面上时速度的大小;
(2)滑块在轨道上滑行时克服摩擦力做的功.
模板来自于: 第一PPT https:///
练习8
如图2所示,质量为0.1 kg的小物块在粗糙水平桌面上滑行4 m后以3.0 m/s的速度飞离桌面,最终落在水平地面上,已知物块与桌面间的动摩擦因数为0.5,桌面高0.45 m,若不计空气阻力,取g=10 m/s2,则( )
A.小物块的初速度是5 m/s
B.小物块的水平射程为1.2 m
C.小物块在桌面上克服摩擦力做8 J的功
D.小物块落地时的动能为0.9 J
模板来自于: 第一PPT https:///
练习9
如图5所示,固定斜面倾角为θ,整个斜面分为AB、BC两段,AB=2BC.小物块P(可视为质点)与AB、BC两段斜面间的动摩擦因数分别为μ1、μ2.已知P由静止开始从A点释放,恰好能滑动到C点停下,那么θ、μ1、μ2间应满足的关系是( )
A.tan θ= B.tan θ=
C.tan θ=2μ1-μ2 D.tan θ=2μ2-μ1
模板来自于: 第一PPT https:///
练习10
如图7所示,A、B两个材料相同的物体用长为L且不可伸长的水平细线连接在一起放在水平面上,在水平力F作用下以速度v做匀速直线运动,A的质量是B的2倍,某一瞬间细线突然断裂,保持F不变,仍拉A继续运动距离s0后再撤去,则当A、B都停止运动时,A和B相距多远?
模板来自于: 第一PPT https:///
总结
动能定理的理解
恒力作用下的动能定理
动能定理与弹簧
动能定理与圆周
动能定理:物体所受合外力所做的功等于物体动能变化量。
课程结束 感谢观看
动能定理
$$