【物理】2019届一轮复习人教版 动能和动能定理 学案

【物理】2019届一轮复习人教版 动能和动能定理 学案

第五章 功和能 ‎1.从近几年高考来看，关于功和功率的考查，多以选择题的形式出现，有时与电流及电磁感应相结合命题．‎ ‎2．功和能的关系一直是高考的“重中之重”，是高考的热点和重点，涉及这部分内容的考题不但题型全、分量重，而且还经常有压轴题，考查最多的是动能定理和机械能守恒定律，且多数题目是与牛顿运动定律、平抛运动、圆周运动以及电磁学等知识相结合的综合性试题．‎ ‎3．动能定理及能量守恒定律仍将是高考考查的重点．高考题注重与生产、生活、科技相结合，将对相关知识的考查放在一些与实际问题相结合的情境中去，能力要求不会降低.‎ 第19讲 动能和动能定理 ‎1.掌握动能的概念，会求动能的变化量.‎ ‎2.掌握动能定理，并能在实际问题中熟练应用．‎ 一、动能 ‎1．定义：物体由于运动而具有的能．‎ ‎2．表达式：Ek＝mv2.‎ ‎3．物理意义：动能是状态量，是标量(填“矢量”或“标量”)．‎ 二、动能定理 ‎1．内容：力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化．‎ ‎2．表达式：W＝mv－mv＝Ek2－Ek1.‎ ‎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)力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以分阶段作用．‎ 考点一 对动能定理的理解及简单应用 ‎1．从两个方面理解动能定理 ‎(1)动能定理公式中体现的三个关系：‎ ‎①数量关系：即合外力所做的功与物体动能的变化具有等量代换关系．可以通过计算物体动能的变化，求合外力的功，进而求得某一力的功．‎ ‎②单位关系，等式两侧物理量的国际单位都是焦耳．‎ ‎③因果关系：合外力的功是引起物体动能变化的原因．‎ ‎(2)动能定理叙述中所说的“外力”，即可以是重力、弹力、摩擦力，也可以是电场力、磁场力或其他力．‎ ‎2．应用动能定理的注意事项 ‎(1)动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系的，一般以地面或相对地面静止的物体为参考系．‎ ‎(2)应用动能定理时，必须明确各力做功的正、负．‎ ‎(3)应用动能定理解题，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草图，借助草图理解物理过程和各量关系．‎ 考点二 动能定理在多过程中的应用 ‎1．优先考虑应用动能定理的问题 ‎(1)不涉及加速度、时间的问题；‎ ‎(2)有多个物理过程且不需要研究整个过程中的中间状态的问题；‎ ‎(3)变力做功的问题；‎ ‎ (4)含有F、l、m、v、W、Ek等物理量的力学问题 过关检测 一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中. 1~8题只有一项符合题目要求； 9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。)‎ ‎1．人通过定滑轮将质量为m的物体，沿倾角为θ的光滑斜面由静止开始匀加速地由底端拉上斜面，物体上升的高度为h，到达斜面顶端的速度为v，如图所示．则在此过程中(　　)‎ A． 人对物体做的功为mgh B． 人对物体做的功为 C． 物体克服重力所做的功为mghcosθ D． 物体所受的合外力做功为 ‎【答案】 D ‎2．假设某次罚点球直接射门时，球恰好从横梁下边缘踢进，此时的速度为v.横梁下边缘离地面的高度为h，足球质量为m，运动员对足球做的功为W1，足球运动过程中克服空气阻力做的功为W2，选地面为零势能面，下列说法正确的是(　　)‎ A． 运动员对足球做的功为W1＝mgh＋mv2‎ B． 足球机械能的变化量为W1－W2‎ C． 足球克服空气阻力做的功为W2＝mgh＋mv2－W1‎ D． 运动员刚踢完球的瞬间，足球的动能为mgh＋mv2‎ ‎【答案】 B ‎3．一物体静止在粗糙水平地面上。现用一大小为F1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为v。若将水平拉力的大小改为F2，物体从静止开始经过同样的位移后速度变为2v。对于上述两个过程，用WF1、WF2分别表示F1、F2所做的功，Wf1、Wf2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则( )‎ A． ， B． ， ‎ C． ， D． ，‎ ‎【答案】 C ‎4．(单选)如图所示,在水平桌面上固定着斜槽,斜槽的末端和一水平木板平滑连接,设物块通过连接处时速率没有改变。第一次让物块A从斜槽上端距木板一定高度处由静止下滑,物块A到达木板上的C点停止;第二次让物块A从同样位置由静止开始下滑,物块A到达斜槽底端后与放在斜槽末端附近的物块B相碰,碰后物块B滑行到木板上的E点停止,物块A滑到木板上的D点停止,用刻度尺测出D、C、E点到斜槽底端的距离分别为x1、x2、x3,已知物块A、B的质量分别为2m、m,且物块A、B与木板间的动摩擦因数相同,则下列说法正确的是( )‎ A． 因木板与物块间的动摩擦因数未知,故此实验不能验证动量守恒定律 B． 因物块A由静止下滑时的高度未知,故此实验不能验证动量守恒定律 C． 2x2=2x1+x3‎ D． ‎ ‎【答案】 D ‎5．如图所示，水平转台上有一个质量为m的物块，用长为L的细绳将物块连接在转轴上，细线与竖直转轴的夹角为，此时细绳刚好拉直绳中张力为零，物块与转台间摩擦因数为μ（μ＜tanθ），最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块随转台由静止开始缓慢加速转动直到滑块即将离开水平转台的过程中，下列说法正确的是（　　）‎ A． 转台对滑块的摩擦力不做功 B． 转台对滑块的摩擦力一直增大 C． 细绳对滑块的拉力做正功 D． 当转台对物块支持力为零时，转台对物块做的功为 ‎【答案】 D ‎6．如图为一滑雪爱好者建立的一个研究模型。物块自左边斜面A点静止滑下，滑过下面一段平面后，最高冲至右侧斜面的B点。测出AB连线与水平面的夹角为θ，已知左右斜面的倾角分别为α和β，物块与各接触面动摩擦因数相同且为μ，忽略物块在拐角处的能量损失，以下结论正确的是(　　)‎ A． B． C． D． ‎ ‎【答案】 C ‎7．如图，粗糙水平地面上放有一斜劈，小物块以一定初速度从斜劈底端沿斜面向上滑行， 回到斜劈底端时的速度小于它上滑的初速度。已知斜劈始终保持静止，则小物块 A． 上滑所需时间与下滑所需时间相等 B． 上滑和下滑过程，小物块机械能损失相等 C． 上滑时的加速度与下滑时的加速度相等 D． 上滑和下滑过程，斜劈受到地面的摩擦力方向相反 ‎【答案】 B ‎8．如图所示，竖直平面内放一直角杆MON，杆的水平部分粗糙，动摩擦因数，杆的竖直部分光滑。两部分各套有质量均为的小球A和B，A、B球间用细绳相连。初始A、B均处于静止状态，已知知，，若A球在水平拉力的作用下向右缓慢地移动1m（取），那么该过程中拉力F做功为（ ）‎ A． 14J B． 10‎ C． 6J D． 4J ‎【答案】 A ‎9．如图所示，竖直平面内四分之一光滑圆弧轨道AP和水平传送带PC相切于P点，圆弧轨道的圆心为O，半径为R．一质量为m的小物块从圆弧顶点A由静止开始沿轨道下滑，再滑上传送带PC，传送带可以速度沿逆时针方向的传动．小物块与传送带间的动摩擦因数为μ，不计物体经过圆弧轨道与传送带连接处P时的机械能损失，若传送带沿逆时针方向转动，物块恰能滑到右端C，重力加速度为g=10 m/s2．则下列说法正确的是 A． 若水平传送带沿逆时针方向转动的速度增大，小物块不能滑到传送带右端C B． 传送带PC之间的距离 C． 若传送带速度大小v0不变，顺时针转动，小物块从P点滑到C点所用的时间 D． 若传送带速度大小v0不变，顺时针转动，要让小物块一直在传送带上做匀减速运动，则小物块在圆弧顶点A的最小速度 ‎【答案】 BCD ‎10．人用绳子通过光滑定滑轮拉静止在地面上的物体A，A穿在光滑的竖直杆上，当人以速度v 竖直向下匀速拉绳使质量为m的物体A上升高度h后，到达如图所示位置，此时绳与竖直杆的夹角为θ.已知重力加速度为g，则下列说法正确的是(　　)‎ A． 此时物体A的速度为 B． 此时物体A的速度为vcosθ C． 该过程中绳对物体A做的功为mgh＋‎ D． 该过程中绳对物体A做的功为mgh＋‎ ‎【答案】 AC ‎11．静止在粗糙水平面上的物体，在水平拉力作用下沿直线运动的v—t图象如图所示，已知物体与水平面间的动摩擦因数恒定，则（ ）‎ A． 第1 s内拉力做的功与第7 s内拉力做的功相等 B． 4 s末拉力做功的功率与6 s末拉力做功的功率不相等 C． 1~3 s内因摩擦产生的热量大于3~7 s内因摩擦产生的热量 D． 第1 s内合外力做的功等于0~7 s内合外力做的功 ‎【答案】 BD ‎12．如图所示，半径为R=0.4m的圆形光滑轨道固定在竖直平面内，圆形轨道与光滑固定的水平轨道相切。可视为质点的质量均为m=0.5kg的小球甲、乙用轻杆连接，置于圆轨道上，小球甲与圆心O点等高，小球乙位于圆心O的正下方。某时刻将两小球由静止释放，最终它们在水平面上运动。g=10m/s2.则( )‎ A． 两小球最终在水平面上运动的速度大小为2m/s B． 甲小球下滑到圆形轨道最低点时重力的功率为10W C． 甲小球下滑到圆形轨道最低点时对轨道压力的大小为5N D． 整个过程中轻杆对乙做的功为1J ‎【答案】 AD 二、非选择题（本大题共4小题，第13、14题每题10分；第15、16题每题15分；共50分）‎ ‎13．光滑水平面AB与竖直面内的圆形导轨在B点连接，导轨半径R=0.5m，一个质量m=2kg的小球在A处压缩一轻质弹簧，弹簧与小球不拴接。用手挡住小球不动。此时弹簧弹性势能Ep=49J，如图所示。放手后小球向右运动脱离弹簧，沿圆形轨道向上运动恰能通过最高点C，取g=10m/s2。求：‎ ‎(1)小球脱离弹簧时的速度大小；‎ ‎(2)小球从B到C克服阻力做的功；‎ ‎(3)小球离开C点后落回水平面时的动能。‎ ‎【答案】 （1） （2） （3）‎ ‎14．将质量m=1.0kg物体从离地面高h=1m的某点竖直向上抛出，已知物体初动能，物体落到地面时的末动能，假定物体所受空气阻力f大小恒定，，求 ‎（1）物体空中运动全过程中空气阻力所做的功；‎ ‎（2）空气阻力f大小。‎ ‎【答案】 (1) -10J (2) 2N ‎15．如图所示，BCD是半径R=0.4m的竖直圆形光滑轨道，D是轨道的最高点，水平面AB与圆轨道在B点相切。一质量为m=1kg可以看成质点的物体静止于水平面上的A点。现用F=7N的水平恒力作用在物体上，使它在水平面上做匀加速直线运动，当物体到达B点时撤去外力F，之后物体沿BCD轨道运动，物体到达D点时的速度大小vD=4m/s。已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.3，取重力加速度g=10m/s2．求：‎ ‎（1）在D点轨道对物体的压力大小FN；‎ ‎（2）物体运动到B点时的速度大小vB；‎ ‎（3）A与B之间的距离x。‎ ‎【答案】 （1）30N (2) （3）4m ‎16．如图甲所示，光滑斜面OA与倾斜传送带AB在A点相接，且OAB在一条直线上，与水平面夹角a=37°，轻质弹赁下端固定在O点，上端可自由伸长到A点.在A点放一个物体，在力F的作用下向下缓慢压缩弹簧到C点，该过程中力F随压缩距离x的变化如图乙所示。已知物体与传送带间动牌擦因数μ=0.5，传送带AB部分长为5m，顺时针转动，速度v=4m/s，重力加速度g取l0m/s2.(sin 37°=0.6，cos 37°=0.8) 求：‎ ‎（1）物体的质量m；‎ ‎（2）弹簧从A点被压缩到C点过程中力F所做的功W；‎ ‎（3）若在C点撤去力F，物体被弹回并滑上传送带，同物体在传送带上最远能到何处?‎ ‎【答案】 （1）5kg（2）90J（3）恰好到达传送带顶端B点