2025版高考物理全程一轮复习第六章机械能守恒定律第二讲动能定理及其应用学案

这是一份2025版高考物理全程一轮复习第六章机械能守恒定律第二讲动能定理及其应用学案，共10页。学案主要包含了必备知识·自主落实，关键能力·思维进阶等内容，欢迎下载使用。
考点一 动能、动能定理的理解
【必备知识·自主落实】
1．动能动能是标量
(1)定义：物体由于________而具有的能．
(2)公式：Ek＝mv2v是瞬时速度
(3)单位：________，1 J＝1 N·m＝1 kg·m2/s2.
(4)动能的变化：物体________与________之差，即ΔEk＝______________．
2．动能定理
“力”指的是物体受到的合力
(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__________．
合力所做的总功
(2)表达式：W＝________________．
(3)物理意义：________的功是物体动能变化的量度．
【关键能力·思维进阶】
1．甲、乙两物体的质量分别用m甲、m乙表示，甲、乙两物体的速度大小分别用v甲、v乙表示，则下列说法正确的是( )
A．如果m乙＝2m甲，v甲＝2v乙，则甲、乙两物体的动能相等
B．如果m甲＝2m乙，v乙＝2v甲，则甲、乙两物体的动能相等
C．如果m乙＝2m甲，v乙＝2v甲，则甲、乙两物体的动能相等
D．如果m甲＝m乙，v甲＝v乙，两物体的速度方向相反，此时两物体的动能相等
2．(多选)如图所示，电梯质量为M，在它的水平底板上放置一质量为m的物体．电梯在钢索的拉力作用下做竖直向上的加速运动，当电梯的速度由v1增大到v2时，上升高度为H.则在这个过程中，下列说法正确的是(重力加速度为g)( )
A．对物体，动能定理的表达式为W＝，其中W为支持力做的功
B．对物体，动能定理的表达式为W合＝0，其中W合为合力做的功
C．对物体，动能定理的表达式为W－mgH＝，其中W为支持力做的功
D．对电梯，其所受合力做功为
思维提升
1.动能与动能变化的区别
(1)动能与动能的变化是两个不同的概念，动能是状态量，动能的变化是过程量．
(2)动能没有负值，而动能变化量有正负之分．ΔEk>0表示物体的动能增加，ΔEkμmg cs θ，物块最终在C、D间往复运动，在D点的速度为0，设物块在斜面AD段能滑行的总路程为s，由动能定理有
mgxADsin θ－μmg cs θ·s＝，解得s＝1.6 m，D项正确．故选D.
答案：D
例3 解析：(1)由题知，小物块恰好能到达轨道的最高点D，则在D点有＝mg
解得vD＝
(2)由题知，小物块从C点沿圆弧切线方向进入轨道内侧，则在C点有cs 60°＝
小物块从C到D的过程中，根据动能定理有
－mg(R＋R cs 60°)＝
则小物块从B到D的过程中，根据动能定理有
mgHBD＝
联立解得vB＝，HBD＝0
(3)小物块从A到B的过程中，根据动能定理有
－μmgS＝，S＝π·2R
解得vA＝
答案：(1) (2)0 (3)
例4 解析：设滑块与斜面间的动摩擦因数为μ，根据功能关系有WFf＝＝mgH－mgH＝mgH
而＝＝μmg cs α·
联立解得＝mgH，μ＝，A项错误，C项正确；
滑块第一次下滑过程，根据牛顿运动定律有
mg sin α－μmg cs α＝ma1
由运动学公式有＝
滑块第一次上滑过程，根据牛顿运动定律有
mg sin α＋μmg cs α＝ma2
由运动学公式有＝
联立解得＝，B项正确；
滑块第二次下滑过程，根据动能定理有
mgH－×μmg cs α·＝
滑块第二次上滑过程，根据动能定理有
－mgh2－μmg cs α·＝
结合tan α＝9μ
解得h2＝H
滑块第n次沿斜面上升的最大高度为hn＝H
滑块在斜面上滑行的路程为s＝＋…＋·＝9
由于摩擦系统产生的热量为Q＝μmgs cs α＝mgH，D项正确．故选BCD.
答案：BCD
考点三
关键能力·思维进阶
例5 解析：根据图像结合题意可知，滑块位移为s0时的动能为Ek0，滑块位移为s0时恒力F撤去，此时滑块的动能为Ek0，之后滑块在重力沿斜面向下的分力与摩擦力的作用下做减速运动，位移为s0时动能减为Ek0，可得滑块沿斜面向上的最大位移为s0，对滑块加速上滑和减速上滑过程分别有F－mg sin θ－μmg cs θ＝，mg sin θ＋μmg cs θ＝
根据滑块的重力势能随位移变化的图像有mg··sin θ＝
联立解得F＝，tan θ＝0.75，m＝
故A、D错误，B正确；
滑块从最高点下滑到斜面底端的过程中，根据动能定理有mgs0sin θ－μmgs0cs θ＝mv2
解得v＝，故C正确．
答案：BC
例6 解析：(1)小物块从圆轨道BC滑下，
由动能定理可知mgH＝
在C点合力提供向心力
FN＝H＋mg
结合PQ段图像知mg＝2 N，m＝0.2 kg，＝
解得R＝1 m.
(2)由于图线Q点对应于轨道的B点，而此时H＝0.5 m，则轨道BC所对圆心角θ由几何关系可知H＝R(1－cs θ)，代入数据解得θ＝60°.
(3)小物块从A到C，由动能定理可得
mgH－＝mv2，
到达C点处由向心力公式可得
F′N－mg＝，联立得μ＝.
答案：(1)0.2 kg 1 m (2)60° (3)
例7 解析：(1)由图甲可知，在1～2 s内，小车做匀加速直线运动，牵引力恒定设大小为F2，1 s时P2＝F2v1，2 s时P3＝F2v0
代入图中所给的已知条件P2＝200 W，P3＝400 W，v1＝10 m/s
解得v0＝20 m/s，F2＝20 N
设地面对小车的摩擦力大小为f，由题意和图甲、乙可知2 s以后小车以速率v0＝20 m/s，功率P4＝200 W做匀速直线运动，则有P4＝fv0
解得f＝10 N.
(2)结合v0＝20 m/s，1 s时小车速度大小v1＝10 m/s，小车匀加速直线运动时间t2＝1 s
由图甲可知，1～2 s小车的加速度大小a＝＝10 m/s2
由牛顿第二定律有F2－f＝ma
再代入F2＝20 N，f＝10 N，解得m＝1 kg
设小车在0～1 s内的位移大小为s，由动能定理有P1t1－fs＝
由图乙可知P1＝110 W，再结合t1＝1 s，m＝1 kg，f＝10 N，v1＝10 m/s，联立解得s＝6 m.
答案：(1)20 m/s 10 N (2)6 m课 程 标 准
素 养 目 标
1.理解动能和动能定理．
2.能用动能定理解释生产生活中的现象．
物理观念：了解动能的概念和动能定理的内容．
科学思维：会用动能定理分析曲线运动、多过程运动问题．