2013届高考物理第一轮考点总复习课件33

机械能2动能动能定理第五章1.动能(1)定义：物体由于而具有的能量叫做动能.(2)公式：Ek=.(3)单位：，1J=1N·m=1kg·m2/s2.(4)动能是标量，且恒为非负值.运动焦耳212mv2.动能定理内容：动能定理表述了合外力做功和动能的变化之间的关系，合外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.(1)对单个物体，动能定理可表述为：合外力做的功等于物体动能的变化(这里的合外力指物体受到的所有外力的合力，包括重力).表达式为：或W=ΔEk.(2)对于多过程、多外力的物体系统，动能定理也可以表述为：所有外力对物体做的等于物体动能的变化.变化量F合s=Ek2-Ek1总功运用动能定理求解力学参量如图5-2-1所示，物体从高为AE=h1=2m、倾角α=37°的坡滑到底后又经过BC=l=20m的一段水平距离，再沿另一倾角β=30°的斜坡滑到顶端D而停止，DF=h2=1.75m.设物体与各段表面的动摩擦因数都相同，求动摩擦因数μ.（保留一位有效数字）由动能定理W总=得，mgh1-μmgcosα·-μmgl-μmgcosβ·-mgh2=0,解得μ=0.01.图5-2-122211122mvmv1sinh2sinh在动力学中加速度a通过牛顿运动定律建立起了运动学参量和力学参量的桥梁，同样通过动能定理也可以在力学和运动学中建立联系，所以在用动能定理解题时，在确定始末状态量时也一定要进行受力分析和过程分析.点评一辆汽车在平直的路面上以恒定功率由静止开始行驶，设所受阻力大小不变，其牵引力F与速度v的关系如图5-2-2所示，加速过程结束时对应图中的B点，所用的时间t=10s，经历的路程s=60m.此后汽车做匀速直线运动.求：(1)汽车所受阻力的大小；(2)汽车的质量.图5-2-24452205422203110/11021010101()22()2(10101060)10810mkttvmsfFNPFv牵牵总时，由动能定理得即运用动能定理求解运动学参量如图5-2-3所示，ABCD是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧，BC为水平的，其长度d=0.50m.盆边缘的高为h=0.30m.在A处放一个质量为m的小物块并让其从静止出发下滑，已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC面与物块间的动摩擦因数为μ=0.10.小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停的地点到B的距离是()A.0.50mB.0.25mC.0.10mD.0图5-2-3由于BC面粗糙，物块在BC面上往返运动不断消耗机械能，直至停止运动.设物块在BC面上运动的总路程为s.根据动能定理：W合=Ek-Ek0得：mgh-μmgs=0,解得s==3m,因为=6，可见物块最后停在B点，选项D正确.0.30.10hm30.50本题要注意两个问题：(1)从B→C和C→B盆底与小物块间的摩擦力方向不同，但大小不变，故求摩擦力做的总功可用f·s路程表示.(2)重力做功与路程无关，这点和摩擦力做功的特点不同，要注意.点评如图524所示，质量m=0.5kg的小球从距离地面高H=5m处自由下落，到达地面时恰能沿凹陷于地面的半圆形槽壁运动，半圆形槽的半径R=0.4m，小球到达槽最低点时速率恰好为10m/s，并继续沿槽壁运动直到从槽左端边缘飞出且沿竖直方向上升、下落，如此反复几次，设摩擦力大小恒定不变，取g=10m/s2，求：(1)小球第一次飞出半圆形槽上升到距水平地面的高度h为多少？(2)小球最多能飞出槽外几次？图5242221102200102(520.4)4.2.10fffWmgHRWmvhmgHhWvhHRmmg在小球下落到最低点的过程中，设小球克服摩擦力做功为，由动能定理得：从小球下落到第一次飞出半圆形槽上升到距水平地面高度的过程中，由动能定理得联立解得：222200122()2[()]26.256ffnmgHnWmgHmgHgHnWgHRvmgHRmv设小球最多能飞出槽外次，则由动能定理得解得：故小球最多能飞出槽外次．运用动能定理求解变力所做的功如图525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)不可能为()2032202322021.2 01.221.22AmvBmgCmvkmgDmvk．000022000110.22ffmgmgkvvWkmgmgkvvkFfWmvmv当时，即时，环做匀速运动，，环克服摩擦力做的功为零．当＞时，即＜时，环在运动过程中，速度减小，减小，摩擦力增大，最终环静止，环克服摩擦力所做的功为002203220211221.22fmgmgkvvkFfmgkvWmvmvmgmvkABDCC当＜时，即＞时，环在运动过程中，速度减小，减小，摩擦力减小到时，环做匀速运动，，环克服摩擦力所做的功为综上所述，、、项都有可能，仅项不可能，故选项．点评本题应注意由于弹力的大小和方向不确定带来的多解性问题．而由于弹力是变力，摩擦力也是变力，那么求摩擦力的功应用动能定理间接求解．(2011·上海卷)如图5­2­6，一长为L的轻杆一端固定在光滑铰链上，另一端固定一质量为m的小球．一水平向右的拉力作用于杆的中点，使杆以角速度ω匀速转动，当杆与水平方向成60°时，拉力的功率为()A．mgLωB.32mgLωC.12mgLωD.36mgLω图526本题考查圆周运动和瞬时功率．拉力作用于杆上，杆与此同时给小球弹力作用，小球在重力和杆的弹力作用下做匀速圆周运动，将重力分解到沿半径方向和切线方向，沿半径方向提供小球做圆周运动的向心力，沿切线方向与杆给小球的弹力平衡即为：mgsin30°，故此时杆给小球弹力的功率为：P＝mgsin30°Lω＝12mgLω，即为拉力的功率．