2022高考物理一輪復(fù)習(xí) 考點(diǎn)大通關(guān) 專題5.2 動能 動能定理學(xué)案

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1、2022高考物理一輪復(fù)習(xí) 考點(diǎn)大通關(guān) 專題5.2 動能 動能定理學(xué)案考點(diǎn)精講一、動能1公式Ekmv2，式中v為瞬時速度，動能是狀態(tài)量2矢標(biāo)性動能是標(biāo)量，只有正值，動能與速度的方向無關(guān)3動能的變化量Ekmvmv.4動能的相對性由于速度具有相對性，則動能也具有相對性，一般以地面為參考系二、動能定理1內(nèi)容合外力對物體所做的功等于物體動能的變化2表達(dá)式WEkmvmv.3功與動能的關(guān)系(1)W0，物體的動能增加(2)WmgR，質(zhì)點(diǎn)不能到達(dá)Q點(diǎn)CWmgR，質(zhì)點(diǎn)到達(dá)Q點(diǎn)后，繼續(xù)上升一段距離DW0 BW20 DW30【答案】CD 【解析】分析題圖可知，貨物一直向上運(yùn)動，根據(jù)功的定義式可得：重力做負(fù)功，拉力做正

2、功，即W10，A、B錯誤，C正確；根據(jù)動能定理：合力做的功W30mv2，v2 m/s，即W30，D正確。8一質(zhì)點(diǎn)在光滑水平面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)對該質(zhì)點(diǎn)施加水平力F，力F隨時間t按如圖所示的正弦規(guī)律變化，力F的方向始終在同一直線上，在04 s內(nèi)，下列說法正確的是()A第2 s末，質(zhì)點(diǎn)距離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)B第2 s末，質(zhì)點(diǎn)的動能最大C02 s內(nèi)，力F瞬時功率一直增大D04 s內(nèi)，力F做功為零【答案】BD【解析】從圖象可以看出在前2 s力的方向和運(yùn)動的方向相同，物體經(jīng)歷了一個加速度逐漸增大的加速運(yùn)動和加速度逐漸減小的加速運(yùn)動，第2 s末，拉力F方向反向，速度方向不變，所以2 s后，質(zhì)點(diǎn)離出發(fā)點(diǎn)距離還在增大

3、，故A錯誤；第2 s末，拉力F方向反向，速度方向不變，物體要做減速運(yùn)動，所以第2 s末，質(zhì)點(diǎn)的速度最大，動能最大，故B正確；01 s內(nèi)，速度在增大，力F增大，根據(jù)瞬時功率PFv得力F瞬時功率一直增大，12 s內(nèi)，速度在增大，但是隨時間速度增大變慢，而力F隨時間減小變快，所以力F瞬時功率有減小的過程，故C錯誤；04 s內(nèi)，初末速度都為零，根據(jù)動能定理得合力做功為零，所以力F做功為零，故D正確。9如圖甲所示，長為4 m的水平軌道AB與半徑為R0.6 m的豎直半圓弧軌道BC在B處相連接，有一質(zhì)量為1 kg的滑塊(大小不計)，從A處由靜止開始受水平向右的力F作用，F(xiàn)的大小隨位移變化的關(guān)系如圖乙所示，滑

4、塊與AB間的動摩擦因數(shù)為0.25，與BC間的動摩擦因數(shù)未知，g取10 m/s2.求：甲乙 (1)滑塊到達(dá)B處時的速度大??；(2)滑塊在水平軌道AB上運(yùn)動前2 m過程所用的時間；(3)若到達(dá)B點(diǎn)時撤去力F，滑塊沿半圓弧軌道內(nèi)側(cè)上滑，并恰好能到達(dá)最高點(diǎn)C，則滑塊在半圓弧軌道上克服摩擦力所做的功是多少？【答案】(1)2 m/s(2) s(3)5 J【解析】(1)對滑塊從A到B的過程，由動能定理得F1x1F3x3mgxmv代入數(shù)值解得vB2 m/s.(2)在前2 m內(nèi)，有F1mgma，且x1at，解得t1 s.(3)當(dāng)滑塊恰好能到達(dá)最高點(diǎn)C時，有：mgm對滑塊從B到C的過程，由動能定理得：Wmg2Rm

5、vmv代入數(shù)值得W5 J，即克服摩擦力做的功為5 J.點(diǎn)評：(1)應(yīng)用動能定理解題時，在分析過程的基礎(chǔ)上無需深究物體運(yùn)動過程中狀態(tài)變化的細(xì)節(jié)，只需考慮整個過程的功及過程初末的動能。(2)若過程包含了幾個運(yùn)動性質(zhì)不同的分過程，既可分段考慮，也可整個過程考慮但求功時，有些力不是全過程都作用的，必須根據(jù)不同的情況分別對待求出總功，計算時要把各力的功連同正負(fù)號一同代入公式。方法2求解涉及功、能極值的方法詮釋：在涉及功、能的極值問題中，有些極值的形成是由運(yùn)動形式的臨界狀態(tài)造成的；有些極值的形成是由題設(shè)條件造成的。題組4 求解涉及功、能極值的方法1在水平地面上平鋪n塊磚，每塊磚的質(zhì)量為m，厚度為h，如圖所

6、示。若將磚一塊一塊地豎直疊放起來，在此過程中，重力做功為 J.【答案】mgh【解析】2如圖所示，小球用不可伸長的長度為L的輕繩懸于O點(diǎn)，小球在最低點(diǎn)至少需獲得速度為 m/s才能在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動?！敬鸢浮?【解析】由圓周運(yùn)動知識可知，設(shè)小球到達(dá)最高點(diǎn)時速度至少為v1，則有mgm，v1。由動能定理得：mvmvmg2L，則v0。3如圖為豎直平面內(nèi)的坐標(biāo)系xOy，在第二象限有一光滑足夠長水平平臺，在第一象限固定一曲面呈拋物線形狀的物體，曲面滿足方程y。在平臺上的P點(diǎn)(圖上未標(biāo)出)，坐標(biāo)為(2 m,3.6 m)，現(xiàn)有一質(zhì)量為m1 kg的物塊(不計大小)，用水平向右的力F9 N拉物塊，當(dāng)物塊離開平臺時立即撤去拉力，最終物塊撞到曲面上(g取10 m/s2)。物塊撞到曲面前瞬間的動能大小為 J；要使物塊撞到曲面前瞬間的動能最小，物塊初始位置的坐標(biāo)為 ?！敬鸢浮?0 J (1 m,3.6 m) 點(diǎn)評：在解決涉及功、能的極值問題時，一種思路是分析運(yùn)動形式的臨界狀態(tài)，將臨界條件轉(zhuǎn)化為物理方程來解；另一種思路是將運(yùn)動過程的方程解析式化，利用數(shù)學(xué)方法求極值。