内容正文:
专题:动能定理的图像问题
1、 复习巩固
知识点1 动能
1.定义:物体由于________ 而具有的能量叫做动能.
2.公式:,单位:焦耳(J).
3.动能是描述物体运动状态的物理量,是个 _________.
4.标矢性:动能是_________ ,动能与速度方向无关。
知识点2 动能和动能变化的区别
1. 动能与动能的变化是两个不同的概念,动能是_______ ,动能的变化是_______ 。
2. 动能没有负值,而动能变化量有正负之分。>0表示物体的动能增加,<0表示物体的动能减少。
知识点3 动能定理
1.内容:____ 在一个过程中对物体做的____ ,等于物体在这个过程中___________ .
2.表达式:
3.物理意义:合力做的功是物体动能变化的______ .
例1.(20-21高一·全国·课后作业)如图所示,一质量为m的小球,用长为l的轻绳悬挂于O点的正下方P点。已知重力加速度大小为g。
(1)小球在水平拉力的作用下,从P点缓慢地移动到Q点,求水平拉力F做的功;(2)小球在水平恒力的 作用下,从P点运动到Q点,求小球在Q点的速度大小。
动能定理解题流程
2、 “翻译”图像
例2、(2025·江西·高考真题)每逢端午节,江西各地常会举办热闹非凡的赛龙舟活动。利用与某龙舟同方向匀速直线飞行的无人机跟踪拍摄,发现在某段时间内该龙舟做匀加速和匀减速交替的周期性直线运动。若以无人机为参考系,该龙舟在时间内速度由0增加到(划桨阶段),再经历时间速度减为0(未划桨阶段),则关于这段时间内该龙舟的位置x、速度v、加速度a、动能与时间t的关系,下列图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
讨论:图像问题的基本解题步骤
3、 典型例题
例3.(2023·新课标卷·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
例4.(2025·福建·高考真题)如图(a),竖直平面内,一长度大于4 m的水平轨道OP与光滑半圆形轨道PNM在P点平滑连接,固定在水平地面上。可视为质点的A、B两小物块靠在一起,静置于轨道左端。现用一水平向右推力F作用在A上,使A、B向右运动。以x表示A离开初始位置的位移,F随x变化的图像如图(b)所示。已知A、B质量均为0.2 kg,A与水平轨道间的动摩擦因数为0.25,B与水平轨道间的摩擦不计,重力加速度大小取。
(1)求A离开初始位置向右运动1 m的过程中,推力F做的功;
(2)求A的位移为1 m时,A、B间的作用力大小;
(3)若B能到达M点,求半圆形轨道半径应满足的条件。
4、 总结提升
讨论总结:动能定理的图像问题解题思路
习题1.(2021·湖北·高考真题)如图(a)所示,一物块以一定初速度沿倾角为30°的固定斜面上滑,运动过程中摩擦力大小f恒定,物块动能Ek与运动路程s的关系如图(b)所示。重力加速度大小取10 m/s2,物块质量m和所受摩擦力大小f分别为( )
A.m=0.7 kg,f=0.5 N B.m=0.7 kg,f=1.0N
C.m=0.8kg,f=0.5 N D.m=0.8 kg,f=1.0N
习题2.(2023·辽宁·高考真题)如图(a),从高处M点到地面N点有Ⅰ、Ⅱ两条光滑轨道。两相同小物块甲、乙同时从M点由静止释放,沿不同轨道滑到N点,其速率v与时间t的关系如图(b)所示。由图可知,两物块在离开M点后、到达N点前的下滑过程中( )
A.甲沿I下滑且同一时刻甲的动能比乙的大
B.甲沿Ⅱ下滑且同一时刻甲的动能比乙的小
C.乙沿I下滑且乙的重力功率一直不变
D.乙沿Ⅱ下滑且乙的重力功率一直增大
习题3.(2021·福建·高考真题)如图(a),一倾角的固定斜面的段粗糙,段光滑。斜面上一轻质弹簧的一端固定在底端C处,弹簧的原长与长度相同。一小滑块在沿斜面向下的拉力T作用下,由A处从静止开始下滑,当滑块第一次到达B点时撤去T。T随滑块沿斜面下滑的位移s的变化关系如图(b)所示。已知段长度为,滑块质量为,滑块与斜面段的动摩擦因数为0.5,弹簧始终在弹性限度内,重力加速度大小取,。求:
(1)当拉力为时,滑块的加速度大小;
(2)滑块第一次到达B点时的动能;
(3)滑块第一次在B点与弹簧脱离后,沿斜面上滑的最大距离。
学科网(北京)股份有限公司
$