高考物理一轮复习第章机械能及其守恒定律第课时动能定理及其应用学案

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1、第23课时　动能定理及其应用考点1　对动能定理的理解和应用1．动能(1)定义：物体由于运动而具有的能叫动能。(2)公式：Ek＝mv2。(3)单位：焦耳，1J＝1N·m＝1kg·m2/s2。(4)物理意义：动能是状态量，是标量。2．动能定理(1)内容：在一个过程中合力对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化量。(2)表达式：W＝ΔEk＝Ek2－Ek1＝mv－mv。(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。[例

2、1]　(2015·山东高考)如图甲所示，物块与质量为m的小球通过不可伸长的轻质细绳跨过两等高定滑轮连接。物块置于左侧滑轮正下方的表面水平的压力传感装置上，小球与右侧滑轮的距离为l。开始时物块和小球均静止，将此时传感装置的示数记为初始值。现给小球施加一始终垂直于l18段细绳的力，将小球缓慢拉起至细绳与竖直方向成60°角，如图乙所示，此时传感装置的示数为初始值的1.25倍；再将小球由静止释放，当运动至最低位置时，传感装置的示数为初始值的0.6倍，不计滑轮的大小和摩擦，重力加速度的大小为g。求：(1)物块的质量；(2)从释放到运动至最低位置的过程中，小球克服空气阻力所做的功。解析　(1)设开始

3、时细绳的拉力大小为T1，传感装置的初始值为F1，物块质量为M，由平衡条件得对小球，T1＝mg①对物块，F1＋T1＝Mg②当细绳与竖直方向的夹角为60°时，设细绳的拉力大小为T2，传感装置的示数为F2，据题意可知，F2＝1.25F1，由平衡条件得对小球，T2＝mgcos60°③对物块，F2＋T2＝Mg④联立①②③④式，代入数据得M＝3m⑤(2)设小球运动至最低位置时速度的大小为v，从释放到运动至最低位置的过程中，小球克服阻力所做的功为Wf，由功能定理得mgl(1－cos60°)－Wf＝mv2⑥在最低位置，设细绳的拉力大小为T3，传感装置的示数为F3，据题意可知，F3＝0.6F1，对小球，由

4、牛顿第二定律得T3－mg＝m⑦对物块，由平衡条件得F3＋T3＝Mg⑧联立①②⑤⑥⑦⑧式，代入数据得Wf＝0.1mgl。答案　(1)3m　(2)0.1mgl用动能定理解决问题注意事项(1)明确研究对象。(2)分析受力情况及各力做功情况。①首先分析物体受力情况，判断物体所受的力是恒力还是变力；做正功还是做负功，还是不做功。②根据题意合理选择过程，是分段列式还是全程列式。18③分别列出合外力做的功、动能的改变量，根据动能定理列式求解。1．(人教版必修2P74·T1改编)改变汽车的质量和速度，都能使汽车的动能发生变化，在下面几种情况中，汽车的动能是原来的2倍的是(　　)A．质量不变，速度变为原来

5、的2倍B．质量和速度都变为原来的2倍C．质量变为原来的2倍，速度减半D．质量减半，速度变为原来的2倍答案　D解析　由Ek＝mv2知，m不变，v变为原来的2倍，Ek变为原来的4倍。同理，m和v都变为原来的2倍时，Ek变为原来的8倍，m变为2倍，速度减半时，Ek变为原来的一半；m减半，v变为2倍时，Ek变为原来的2倍，故选项D正确。2．(人教版必修2P74·T3改编)子弹的速度为v，打穿一块固定的木块后速度刚好变为零。若木块对子弹的阻力为恒力，那么当子弹射入木块的深度为其厚度的时，子弹的速度是(　　)A.vB.vC.vD.v答案　D解析　设木块的厚度为d，木块对子弹的作用力为F，打穿木块时，

6、由动能定理得－Fd＝0－mv2，打穿其厚度的时，由动能定理得－F＝mv′2－mv2，联立解得v′＝v，故D正确。3．如图所示，小车A放在一个倾角为30°的足够长的固定的光滑斜面上，A、B两物体由绕过轻质定滑轮的细线相连，已知重力加速度为g，滑轮质量及细线与滑轮之间的摩擦不计，小车A的质量为3m，小球B的质量为m，小车从静止释放后，在小球B竖直上升h的过程中，小车受绳的拉力大小FT和小车获得的动能Ek分别为(　　)A．FT＝mg，Ek＝mgh18B．FT＝mg，Ek＝mghC．FT＝mg，Ek＝mghD．FT＝mg，Ek＝mgh答案　D解析　小车A与小车B构成的系统做加速运动，隔离分析小车

7、，据牛顿第二定律得3mgsin30°－FT＝3ma隔离分析小球B，据牛顿第二定律得FT－mg＝ma联立可得小车受绳的拉力大小FT＝。当小球B上升h高度时，根据动能定理有3mghsin30°－mgh＝(3m＋m)v2－0解得v＝。小车的最大动能为Ek＝·3m·v2＝×3m×＝，综合上述可知，A、B、C错误，D正确。考点2　　动能定理与图象综合1．借助以前学过的图象vt、at、xt等结合力、功及速度变化，运用动能定理去分析理解。2．新增