2024届高考物理一轮复习专题五机械能第2讲动能、动能定理课件

这是一份2024届高考物理一轮复习专题五机械能第2讲动能、动能定理课件，共43页。PPT课件主要包含了答案ABD等内容，欢迎下载使用。
一、动能1.定义：物体由于________而具有的能. 2.表达式：Ek＝________. 3.单位： ________，1 J＝1 N·m＝1 kg·m2/s2. 4.矢标性： ______量. 5.瞬时性：v是瞬时速度.6.相对性：物体的动能相对于不同的参考系一般不同.
二、动能定理1.内容：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的________. 2.表达式：W＝Ek2－Ek1＝_________________. 3.适用范围.(1)动能定理既适用于直线运动，也适用于________运动. (2)既适用于恒力做功，也适用于________做功. (3)力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以不同时作用.
(1)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.(2)如果物体所受的合外力为零，那么合外力对物体做功一定为零.(3)物体的动能不变，所受的合外力不一定为零.
2.[对动能定理的理解]滑雪运动深受人民群众喜爱.如图所示，某滑雪运动员(可视为质点)由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中(　　)A.所受合外力始终为零B.所受摩擦力大小不变C.合外力做功一定为零D.机械能始终保持不变【答案】C　
【解析】运动员从A点滑到B点的过程中速率不变，则运动员做匀速圆周运动，其所受合外力指向圆心，A错误；如图所示，运动员受到的沿圆弧切线方向的合力为零，即Ff＝mgsin α，下滑过程中α减小，sin α变小，故摩擦力Ff变小，B错误；由动能定理知，运动员匀速率下滑动能不变，合外力做功为零，C正确；运动员下滑过程中动能不变，重力势能减小，机械能减小，D错误.
(4)动能定理说明力对物体做功是引起物体动能变化的原因，合外力做功的过程实质上是其他形式的能与动能相互转化的过程，转化了多少由合外力做了多少功来度量.
2.应用动能定理的流程
例1　(2021年全国卷Ⅱ)一篮球质量为m＝0.6 kg，一运动员使其从距地面高度为h1＝1.8 m处由静止自由落下，反弹高度为h2＝1.2 m.若使篮球从距地面h3＝1.5 m的高度由静止下落，并在开始下落的同时向下拍球，球落地后反弹的高度也为1.5 m.假设运动员拍球时对球的作用力为恒力，作用时间为t＝0.2 s；该篮球每次与地面碰撞前后的动能的比值不变.重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力.求：(1)运动员拍球过程中对篮球所做的功；(2)运动员拍球时对篮球的作用力的大小.
2.(2022年莆田检测)图甲为北京2022年冬奥会的“雪如意”跳台滑雪场地，其简化示意图如图乙，助滑道AB的竖直高度h＝55 m，B、C间的距离s＝120 m，B、C连线与水平方向的夹角θ＝30°.某质量m＝60 kg的运动员从出发点A沿助滑道无初速度下滑，从起跳点B处沿水平方向飞出，在着地点C处着地，不计空气阻力，g取10 m/s2.求：(1)运动员在起跳点B处的速度v0；(2)运动员在助滑过程中阻力做的功Wf.
考点2　动能定理与图像综合　[能力考点]1.常与动能定理结合的四类图像
2.解决物理图像问题的基本步骤
例2　(2021年湖北卷)如图甲所示，一物块以一定初速度沿倾角为30°的固定斜面上滑，运动过程中摩擦力大小f恒定，物块动能Ek与运动路程s的关系如图乙所示.重力加速度g取10 m/s2，物块质量m和所受摩擦力f大小分别为(　　)A.m＝0.7 kg，f＝0.5 NB.m＝0.7 kg，f＝1.0 NC.m＝0.8 kg，f＝0.5 ND.m＝0.8 kg，f＝1.0 N【答案】A　
【解析】对物块沿斜面上滑过程，由动能定理可得－(mgsin 30°+f)s＝Ek－40 J，结合物块动能Ek与运动路程s的关系图像，可知物块受到沿斜面的合力为4 N，即mgsin 30°+f＝4 N，同理，对物块沿斜面下滑过程，mgsin 30°－f＝3 N，联立解得m＝0.7 kg，f＝0.5 N， A正确.
1.(2022年广东模拟)(多选)滑雪是一项具有刺激性和挑战性的雪上运动，如图的滑雪情景可抽象成如下物理过程：物体沿斜面由静止开始下滑，在水平面上滑行一段距离后停止.假若物体与斜面间和水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平面平滑连接，选项图中v、a、Ek、s、t分别表示物体速度大小、加速度大小、动能、路程和时间，则其中可能正确的是(　　)
A B C D
2.(2022年山东模拟)质量为2 kg的物体以某一初速度在水平面上滑行，由于摩擦力的作用，其动能随位移变化的关系图线如图所示，重力加速度g取10 m/s2，以下说法中不正确的是(　　)A.物体与水平面间的动摩擦因数为0.25B.物体与水平面间的摩擦力大小为5 NC.物体滑行过程中的动能的变化量为100 JD.物体滑行的加速度大小为2.5 m/s2【答案】C　
考点3　动能定理在多过程运动中的应用　[能力考点]多过程运动中运用动能定理的注意事项(1)运用动能定理时，选择合适的研究过程能使问题简化.当物体的运动过程包含几个运动性质不同的子过程时，可以选择一个、几个或全部子过程作为研究过程.(2)当选择全部子过程作为研究过程，涉及重力、大小恒定的阻力或摩擦力做功时，要注意运用它们的功能特点：①重力的功取决于物体的初、末位置，与路径无关.②大小恒定的阻力或摩擦力的功等于力的大小与路程的乘积.
(1)若释放点距B点的长度l＝0.7 m，求滑块到最低点C时轨道对其支持力FN的大小；(2)设释放点距B点的长度为lx，求滑块第一次经F点时的速度v与lx之间的关系式；(3)若滑块最终静止在轨道FG的中点，求释放点距B点长度lx的值.
2.(2022年成都模拟)如图所示，一滑块(可视为质点)从斜面轨道AB的A点由静止滑下后，进入与斜面轨道在B点相切的、半径R＝0.5 m的光滑圆弧轨道，且O为圆弧轨道的圆心，C点为圆弧轨道的最低点，滑块运动到D点时对轨道的压力为28 N.已知OD与OC、OB与OC的夹角分别为53°和37°，滑块质量m＝0.5 kg，与轨道AB间的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8.则轨道AB的长度为(　　) m mC.6.5 mD.6.0 m【答案】A　
往复运动不用愁，动能定理来解忧　　在某些运动中，其运动过程具有重复性、往返性，而在这一过程中，描述物体的物理量多数是变化的，而重复的次数又往往是无法确定的或者是无限的，求解这类问题时若运用牛顿运动定律及运动学公式将非常烦琐，甚至无法解出.由于动能定理只要求物体的初、末状态而不考虑运动过程的细节，所以用动能定理分析这类问题可使解题过程简化.
例4　如图所示，ABCD为一竖直平面的轨道，其中BC水平，A点比BC高出H＝10 m，BC长为l＝1 m，AB和CD轨道光滑.一质量为m＝1 kg的物体，从A点以v1＝4 m/s的速度开始运动，经过BC后滑到高出C点h＝10.3 m的D点时速度为零.(g取10 m/s2)求：(1)物体与BC轨道的动摩擦因数；(2)物体第6次经过C点时的速度；(3)物体最后停止的位置(距B点).
1.如图所示，在一个固定盒子里有一个质量为m的滑块，它与盒子底面的动摩擦因数为μ，开始滑块在盒子中央以足够大的初速度v0向右运动，与盒子两壁碰撞若干次后速度减为零，若盒子长为L，滑块与盒壁碰撞没有能量损失，求整个过程中物体与两壁碰撞的次数.