2014步步高大一轮复习(人教版)第五章 第2课时动能定理

题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分物理人教版浙江专用第五章机械能第2课时动能定理题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分题组扣点·深度思考基础知识题组1．[对动能的理解]关于动能的理解，下列说法正确的是()A．动能是机械能的一种表现形式，凡是运动的物体都具有动能B．物体的动能不可能为负值C．一定质量的物体动能变化时，速度一定变化，但速度变化时，动能不一定变化D．动能不变的物体，一定处于平衡状态ABC题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分2．[对动能定理的理解]关于运动物体所受的合外力、合外力做的功及动能变化的关系，下列说法正确的是()A．合外力为零，则合外力做功一定为零B．合外力做功为零，则合外力一定为零C．合外力做功越多，则动能一定越大D．动能不变，则物体合外力一定为零A题组扣点·深度思考题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分3．[动能定理的简单应用]质量为m的物体在水平力F的作用下由静止开始在光滑地面上运动，前进一段距离之后速度大小为v，再前进一段距离使物体的速度增大为2v，则()A．第二过程的速度增量等于第一过程的速度增量B．第二过程的动能增量是第一过程动能增量的3倍C．第二过程合外力做的功等于第一过程合外力做的功D．第二过程合外力做的功等于第一过程合外力做功的2倍解析由题意知，两个过程中速度增量均为v，A正确；AB题组扣点·深度思考由动能定理知：W1＝12mv2，W2＝12m(2v)2－12mv2＝32mv2，故B正确，C、D错误．题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分4．[动能定理的应用]甲、乙两物体质量之比m1∶m2＝1∶2，它们与水平桌面间的动摩擦因数相同，在水平桌面上运动时，因受摩擦力作用而停止．(1)若它们的初速度相同，则运动位移之比为________；(2)若它们的初动能相同，则运动位移之比为________．解析设两物体与水平桌面间的动摩擦因数为μ.(1)它们的初速度相同，设为v0，由动能定理得：－μm1gl1＝0－12m1v02.－μm2gl2＝0－12m2v02.所以l1∶l2＝1∶1.(2)它们的初动能相同，设为Ek，由动能定理得：－μm1gl1＝0－Ek.－μm2gl2＝0－Ek.所以l1∶l2＝m2∶m1＝2∶1.1:12:1题组扣点·深度思考题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分考点梳理一、动能1．定义：物体由于而具有的能．2．表达式：Ek＝.3．物理意义：动能是状态量，是(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．2．表达式：W＝＝.3．物理意义：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．(2)既适用于恒力做功，也适用于．(3)力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以作用．运动标量动能的变化Ek2－Ek1合外力曲线运动变力做功分阶段题组扣点·深度思考12mv212mv22－12mv21题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分5．[利用动能定理求变力功]一个质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂于O点，小球在水平拉力F作用下，从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点，此时轻绳与竖直方向夹角为θ，如图1所示，则拉力F所做的功为()A．mgLcosθB．mgL(1－cosθ)C．FLsinθD．FLcosθ图1解析小球从P点移动到Q点时，受重力、绳子的拉力及水平拉力F作用，因很缓慢地移动，小球可视处于平衡状态，由平衡条件可知：F＝mgtanθ，随θ的增大，拉力F也增大，故F是变力，因此不能直接用W＝FLcosθ计算．根据动能定理有：WF－WG＝0，所以WF＝WG＝mgL(1－cosθ)，选项B正确．B题组扣点·深度思考规律方法题组题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分6．[利用动能定理求弹力的功]如图2所示，光滑斜面的顶端固定一弹簧，一物体向右滑行，并冲上固定在地面上的斜面．设物体在斜面最低点A的速度为v，压缩弹簧至C点时弹簧最短，C点距地面高度为h，则从A到C的过程中弹簧弹力做功是()A．mgh－12mv2B.12mv2－mghC．－mghD．－(mgh＋12mv2)图2A解析由A到C的过程运用动能定理可得－mgh＋W＝0－12mv2所以W＝mgh－12mv2，所以A正确．题组扣点·深度思考题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分考点一对动能及其变化的理解1．对动能的理解(1)动能是物体由于运动而具有的能量，表达式Ek＝12mv2.(2)动能是状态量，和物体的瞬时速度大小(速率)对应．2．关于动能的变化动能的变化量为正值，表示物体的动能增加了，对应于合外力对物体做正功；动能的变化量为负值，表示物体的动能减小了，对应于合外力对物体做负功，或者说物体克服合外力做功．课堂探究·考点突破题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分【例1】(2011·课标全国·15)一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用．此后，该质点的动能可能()A．一直增大B．先逐渐减小至零，再逐渐增大C．先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小D．先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大解析若力F的方向与初速度v0的方向一致，则质点一直加速，动能一直增大，选项A正确．ABD课堂探究·考点突破若力F的方向与v0的方向相反，则质点先减速至速度为零后再反向加速，动能先减小至零后再增大，选项B正确．若力F的方向与v0的方向成一钝角，如斜上抛运动，物体先减速，减到某一值再加速，则其动能先减小至某一非零的最小值再增大，选项D正确．题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分考点二动能定理及其应用1．对动能定理的理解(1)动能定理公式中等号表明了合外力做功与物体动能的变化间的两个关系：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)动能定理中涉及的物理量有F、l、m、v、W、Ek等，在处理含有上述物理量的问题时，优先考虑使用动能定理．2．运用动能定理需注意的问题(1)应用动能定理解题时，在分析过程的基础上无需深究物体运动过程中状态变化的细节，只需考虑整个过程的功及过程初末的动能．(2)若过程包含了几个运动性质不同的分过程，既可分段考虑，也可整个过程考虑．但求功时，有些力不是全过程都作用的，必须根据不同的情况分别对待求出总功，计算时要把各力的功连同正负号一同代入公式．课堂探究·考点突破题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分【例2】如图3所示，质量为m的小球用长为L的轻质细线悬于O点，与O点处于同一水平线上的P点处有一个光滑的细钉，已知OP＝L2，在A点给小球一个水平向左的初速度v0，发现小球恰能到达跟P点在同一竖直线上的最高点B.则：(1)小球到达B点时的速率？(2)若不计空气阻力，则初速度v0为多少？(3)若初速度v0＝3gL，则小球在从A到B的过程中克服空气阻力做了多少功？图3解析(1)小球恰能到达最高点B，有mg＝mv2BL2，得vB＝gL2.(2)从A→B由动能定理得－mg(L＋L2)＝12mv2B－12mv20可求出v0＝7gL2.(3)由动能定理得－mg(L＋L2)－Wf＝12mv2B－12mv20可求出Wf＝114mgL.课堂探究·考点突破题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分应用动能定理求变力做功时应注意的问题1．所求的变力的功不一定为总功，故所求的变力的功不一定等于ΔEk.2．合外力对物体所做的功对应物体动能的变化，而不是对应物体的动能．3．若有多个力做功时，必须明确各力做功的正负，待求的变力的功若为负功，可以设克服该力做功为W，则表达式中应用－W；也可以设变力的功为W，则字母W本身含有负号．课堂探究·考点突破题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分【突破训练1】如图4所示，质量为m的物块与水平转台之间的动摩擦因数为μ，物体与转台转轴相距R，物体随转台由静止开始转动，当转速增加到某值时，物块即将开始滑动，在这一过程中，摩擦力对物体做的功是()A.12μmgRB．2πmgRC．2μmgRD．0图4A课堂探究·考点突破题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分【例3】如图5所示，电梯质量为M，在它的水平地板上放置一质量为m的物体．电梯在钢索的拉力作用下由静止开始竖直向上加速运动，当上升高度为H时，电梯的速度达到v，则在这个过程中，以下说法中正确的是()A．电梯地板对物体的支持力所做的功等于mv22B．电梯地板对物体的支持力所做的功大于mv22C．钢索的拉力所做的功等于mv22＋MgHD．钢索的拉力所做的功大于mv22＋MgH图5课堂探究·考点突破题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分答案BD课堂探究·考点突破以系统为研究对象，由动能定理得WT－(m＋M)gH＝12(M＋m)v2，即WT＝12(M＋m)v2＋(M＋m)gHmv22＋MgH，选项D正确，选项C错误．解析以物体为研究对象，由动能定理得WN－mgH＝12mv2，即WN＝mgH＋12mv2，选项B正确，选项A错误．题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分应用动能定理解题的基本思路1．选取研究对象，明确它的运动过程；2．分析研究对象的受力情况和各力的做功情况：受哪些力各力是否做功做正功还是负功做多少功各力做功的代数和3．明确研究对象在过程的初末状态的动能Ek1和Ek2；4.列动能定理的方程W合＝Ek2－Ek1及其他必要的解题方程，进行求解．课堂探究·考点突破题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分【突破训练2】如图6所示，一块长木板B放在光滑的水平面上，在B上放一物体A，现以恒定的外力F拉B，由于A、B间摩擦力的作用，A将在B上滑动，以地面为参考系，A、B都向前移动一段距离．在此过程中()A．外力F做的功等于A和B动能的增量B．B对A的摩擦力所做的功等于A的动能增量C．A对B的摩擦力所做的功等于B对A的摩擦力所做的功D．外力F对B做的功等于B的动能的增量与B克服摩擦力所做的功之和图6BD课堂探究·考点突破题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分【例4】如图7甲所示，一根轻质弹簧左端固定在竖直墙面上，右端放一个可视为质点的小物块，小物块的质量为m＝1.0kg，当弹簧处于原长时，小物块静止于O点．现对小物块施加一个外力F，使它缓慢移动，将弹簧压缩至A点，压缩量为x＝0.1m，在这一过程中，所用外力F与压缩量的关系如图乙所示．然后撤去F释放小物块，让小物块沿桌面运动，已知O点至桌边B点的距离为L＝2x，水平桌面的高为h＝5.0m，计算时，可用滑动摩擦力近似等于最大静摩擦力．(g取10m/s2)求：(1)在压缩弹簧的过程中，弹簧存贮的最大弹性势能；(2)小物块到达桌边B点时速度的大小；(3)小物块落地点与桌边B的水平距离．考点三动能定理与图象结合的问题图7课堂探究·考点突破题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分【例4】如图7甲所示，一根轻质弹簧左端固定在竖直墙面上，右端放一个可视为质点的小物块，小物块的质量为m＝1.0kg，当弹簧处于原长时，小物块静止于O点．现对小物块施加一个外力F，使它缓慢移动，将弹簧压缩至A点，压缩量为x＝0.1m，在这一过程中，所用外力F与压缩量的关系如图乙所示．然后撤去F释放小物块，让小物块沿桌面运动，已知O点至桌边B点的距离为L＝2x，水平桌面的高为h＝5.0m，计算时，可用滑动摩擦力近似等于最大静摩擦力．(g取10m/s2)求：(1)在压缩弹簧的过程中，弹簧存贮的最大弹性势能；(2)小物块到达桌边B点时速度的大小；(3)小物块落地点与桌边B的水平距离．图7课堂探究·考点突破审题指导解答本题时应注意以下三点：(1)F－x图象与x轴所围面积为变力F做的功；(2)弹簧存贮的弹性势能对应弹簧的弹力所做的负功的值；(3)F－x图象中x＝0时对应F的含义．题组扣点课堂探究学科素养培养高考模拟练出高分【例4】如图7甲所示，一根轻质弹簧左端固