2012高考物理二轮复习动能定理应用归类复习教案

2012高考物理二轮复习动能定理应用归类复习教案

动能定理综合应用归类复习 ‎ 一.动能与其他形式能的综合 ‎ 例题一、（2008年广东理基）一个25kg的小孩从高度为3.0m的滑梯顶端由静止开始滑下，滑到底端时的速度为2.0m／s。取g＝10m／s2，关于力对小孩做的功，以下结果正确的是（ ）‎ A．合外力做功50J　　　　　 B．阻力做功500J C．重力做功500J　　　　　　D．支持力做功50J 解析：小孩在下滑过程中受重力、斜面的支持力、摩擦力，其中重力做正功，支持力不做功，摩擦力做负功，物体的初动能为，末运动能为，‎ 物体动能的变化为 =50J，由动能定理有，合力做的功为W=50J，而 ‎ 故Wf=-700J.正确答案为A。此题中熏力做正功750J，重力势能减少了750J，摩擦力做负功700J，机械能减少了700J，合力做功50J，动能增加了50J。‎ ‎ 点评：a b E 功是能量转化的量度，物体动能发生变化则一定有力对物体做了功。动能定理应用中求合力的功及确定物体初末状态的动能是关键。解题时要巧妙地运用好功能关系、能量守恒定律，同时注意把动能的变化，重力势能的变化，机械能的变化，电势能的变化与相应力做功的关系区别开来。‎ ‎ 例题二、（05天津卷）一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图中虚线所示，电场方向竖直向下。若不计空气阻力，则此带电油滴从a运动到b的过程中，能量变化情况为（ ）‎ Ａ．动能减小 Ｂ．电势能增加 Ｃ．动能和电势能之和减小 Ｄ．重力势能和电势能之和增加 ‎ 解析：解答 油滴受到重力和电场力，由油滴的运动轨迹可以判断油滴的合外力竖直向上，电场力大于重力。电场力做正功，电势能减小；重力做负功，重力势能增加；动能增加。总能量是守恒的，重力势能增大，所以动能和电势能之和减少。总能量是守恒的，动能增加，所以重力势能和电势能之和减小。故选C。‎ 二、动能定理分析多过程问题 ‎ 例题一、（2009年全国卷Ⅱ）以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的小物块。假定物块所受的空气阻力f大小不变。已知重力加速度为g，则物体上升的最大高度和返回到原抛出点的速率分别为（ ）‎ A、和 B、和 C、和 D、和 解析:上升的过程中，重力做负功，阻力f做负功，‎ 由动能定理得，‎ 求返回抛出点的速度由全程使用动能定理重力做功为零，只有阻力做功为：‎ ‎ 解得： A正确 ‎ 点评：对多过程问题可采用分段法和整段法处理,解题时应活处理,通常用整段法解题往往比较简洁。用动能定理分析多过程问题，关键是对研究对象进行准确的受力分析及运动过程分析，并画出物体运动过程的示意图，通过示意图帮助我们理解物理过程和各量关系，有些力在物体运动全过程中不是始终存在的，在计算外力做功时更应引起注意。‎ ‎ 例题二、（2009年四川卷）如图所示，粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷，带负电的小物体以初速度v1从M点沿斜面上滑，到达N点时速度为零，然后下滑回到M点，此时速度为v2（v2＜v1）。若小物体电荷量保持不变，OM＝ON，则（ ）‎ A．小物体上升的最大高度为 B．从N到M的过程中，小物体的电势能逐渐减小 C．从M到N的过程中，电场力对小物体先做负功后做正功 D．从N到M的过程中，小物体受到的摩擦力和电场力均是先增大后减小 解析：设斜面倾角为θ、上升过程沿斜面运动的最大距离为L。因为OM＝ON，则MN两点电势相等，小物体从M到N、从N到M电场力做功均为0。上滑和下滑经过同一个位置时，垂直斜面方向上电场力的分力相等，则经过相等的一小段位移在上滑和下滑过程中电场力分力对应的摩擦力所作的功均为相等的负功，所以上滑和下滑过程克服电场力产生的摩擦力所作的功相等、并设为W1。在上滑和下滑过程，对小物体，应用动能定理分别有：－mgLsinθ－μmgLcosθ－W1＝－‎ mgLsinθ－μmgLcosθ－W1＝，上两式相减可得Lsinθ＝，A对；由OM＝ON，可知电场力对小物体先作正功后作负功，电势能先减小后增大，BC错；从N到M的过程中，小物体受到的电场力垂直斜面的分力先增大后减小，而重力分力不变，则摩擦力先增大后减小，在此过程中小物体到O的距离先减小后增大，根据库仑定律可知小物体受到的电场力先增大后减小，D对。答案：AD.‎ 三、动能定理分析变力功问题 ‎　　例题一、(2011年湖北黄冈模拟)如图所示，一个质量为m的圆环套在一根固定的水平直杆上，环与杆的动摩擦因数为μ，现给环一个向右的初速度v0，如果在运动过程中还受到一个方向始终竖直向上的力F的作用，已知力F的大小为F＝kv(k为常数，v为环的运动速度)，则环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功(假设杆足够长)可能为( )‎ ‎ A、 B、0 C、 D、‎ ‎ 解析：当mg＜kv0时，即v0＞时，环在运动过程中，v减少，F减少，f减少 到mg=kv时，环作匀速运动，Wf=,‎ 环克服摩擦力所做的功为；‎ 当mg=kv0时，即v0=时,环作匀速运动，Wf=0，环克服摩擦力所做的功为零；‎ 当mg>kv0时，即v0<时，环在运动过程中，环一直作匀减速运动，环克服摩擦力所做的功为Wf=‎ ‎ 点评：用动能定理分析变力的功时要注意弄清物体始末两个状态的速度，以及在中间过程中其他力对物体做的功．‎ ‎ 例题二、如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的速度图象，oa为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc段是与ab段相切的水平直线，则下述说法正确的是( )‎ ‎ A、0～t1时间内汽车做匀加速运动且功率恒定 ‎ B、t1～t2时间内汽车牵引力做功为(mv－mv)/2‎ ‎ C、t1～t2时间内的平均速度为(v1＋v2)/2‎ ‎ D、在全过程中t1时刻的牵引力及其功率都是最大值， ‎ t2～t3时间内牵引力最小 ‎ 解析：发动机的输出功率P恒定时，据P = F·V可知v变化，牵引力F就会发生变化，阻力恒定，加速度a也发生变化，上述各物理量随时间变化的规律如下图所示。‎ ‎　‎ 四、动能定理分析连结体问题 ‎ 例题一、如图所示,mA=4kg,mB=1kg,A与桌面间的动摩擦因数μ=0.2,B与地面间的距离s=0.8m,A、B间绳子足够长，A、B原来静止，求：‎ ‎　　（1）B落到地面时的速度为多大；‎ ‎　　（2）B落地后,A在桌面上能继续滑行多远才能静止下来。‎ ‎（g取10m/s2）‎ ‎ 解析：⑴以A、B物体构成的系统为对象，B物体所受重力mBg做正功,mA物体所受的摩擦力对系统做负功，由动能定理得：‎ ‎⑵设B物体落地后A物体能滑行的距离为S’,则根据动能定理得：‎ ‎ 点评：在连结体问题中，若不涉及常系统内的相互作用时，常以整体为研究对象求解，对系统应用动能定理列式时要特别注意防止遗漏系统内物体的动能。这类问题也可以运用隔离法选择研究对象，运用牛顿运动定律求解，但解题过程一般比较复杂，而运用功能原理求解时则就显得简单多了。‎ ‎ 例题二、(2011上海)如图，在竖直向下，场强为E的匀强电场中，长为 的绝缘轻杆可绕固定轴O在竖直面内无摩擦转动，两个小球A、B固定于杆的两端，A、B的质量分别为m1和m2 (m1

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