2025年高考物理二轮复习第五章　机械能守恒定律 第二讲　动能定理及其应用课件+讲义（教师+学生）+跟踪练习

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1.理解动能和动能定理。2.会应用动能定理处理相关物理问题。 3.掌握动能定理与图像结合问题的分析方法。
1.思考判断(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)动能不变的物体一定处于平衡状态。( )(3)物体所受的合外力为零，合外力对物体做的功也一定为零。( )(4)物体在合外力作用下做变速运动时，动能一定变化。( )(5)物体的动能不变，所受的合外力必定为零。( )
2.如图，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度。木箱获得的动能一定(　　)A.小于拉力所做的功B.等于拉力所做的功C.等于克服摩擦力所做的功D.大于克服摩擦力所做的功
考点二　应用动能定理求变力做功
考点一　动能定理的理解与基本应用
考点三　动能定理与图像问题的结合
1.两个关系(1)数量关系：合力做的功与物体动能的变化具有等量代换关系，但并不是说动能的变化就是合力做的功。(2)因果关系：合力做功是引起物体动能变化的原因。2.标量性动能是标量，功也是标量，所以动能定理是一个标量式，不存在方向的选取问题，当然动能定理也就不存在分量的表达式。
例1 如图1所示，在水平的PQ面上有一小物块(可视为质点)，小物块以某速度从P点最远能滑到倾角为θ的斜面QA上的A点(水平面和斜面在Q点通过一极短的圆弧连接)。若减小斜面的倾角θ，变为斜面QB(如图中虚线所示)，小物块仍以原来的速度从P点出发滑上斜面。已知小物块与水平面和斜面间的动摩擦因数相同，AB为水平线，AC为竖直线。则(　　)A.小物块恰好能运动到B点B.小物块最远能运动到B点上方的某点C.小物块只能运动到C点D.小物块最远能运动到B、C两点之间的某点
1.应用动能定理解题应抓住“两状态，一过程”。“两状态”即明确研究对象的始、末状态的速度或动能情况，“一过程”即明确研究过程，确定在这一过程中研究对象的受力情况和位置变化或位移信息。2.动能定理的应用技巧
1.(多选)如图2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竖直向上加速运动，当电梯的速度由v1增大到v2时，上升高度为H，重力加速度为g，则在这个过程中，下列说法正确的是(　　)
2.(2021·河北卷，6)一半径为R的圆柱体水平固定，横截面如图3所示。长度为πR、不可伸长的轻细绳，一端固定在圆柱体最高点P处，另一端系一个小球。小球位于P点右侧同一水平高度的Q点时，绳刚好拉直。将小球从Q点由静止释放，当与圆柱体未接触部分的细绳竖直时，小球的速度大小为(重力加速度为g，不计空气阻力)(　　)
3.(2024·江苏盐城高三检测)质量为m的物体以初速度v0沿水平面向左开始运动，起始点A与一水平放置的轻弹簧O端相距s，轻弹簧的另一端固定在竖直墙上，如图5所示，已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，物体与弹簧相碰后，弹簧的最大压缩量为x，重力加速度为g，则从开始碰撞到弹簧被压缩至最短的过程中，弹簧弹力所做的功为(　　)
图像所围“面积”和图像斜率的含义
例3 一质量为4 kg的物体，在粗糙的水平面上受水平恒定的拉力F作用做匀速直线运动。物体运动一段时间后拉力逐渐减小，当拉力减小到零时，物体刚好停止运动。如图6所示为拉力F随位移s变化的关系图像，重力加速度大小取10 m/s2，则可以求得(　　)A.物体做匀速直线运动的速度为4 m/sB.整个过程拉力对物体所做的功为4 JC.整个过程摩擦力对物体所做的功为－8 JD.整个过程合外力对物体所做的功为－4 J
例4 (2022·江苏卷，8)某滑雪赛道如图7所示，滑雪运动员从静止开始沿斜面下滑，经圆弧滑道起跳。将运动员视为质点，不计摩擦力及空气阻力，此过程中，运动员的动能Ek与水平位移x的关系图像正确的是(　　)
方法点拨　解决图像问题的基本步骤
对点练1　动能定理的理解与基本应用1.(多选)如图1所示，光滑水平面上放着足够长的木板B，木板B上放着木块A，A、B间的接触面粗糙。现用一水平拉力F作用在A上使其由静止开始运动，用f1代表B对A的摩擦力，f2代表A对B的摩擦力，则下列情况可能的是(　　)A.拉力F做的功等于A、B系统动能的增加量B.拉力F做的功小于A、B系统动能的增加量C.拉力F和f1对A做的功之和大于A的动能的增加量D.f2对B做的功等于B的动能的增加量
解析　A相对B的运动有两种可能，相对静止和相对滑动。当A、B相对静止时，拉力F做的功等于A、B系统动能的增加量；当A、B相对滑动时，拉力F做的功大于A、B系统动能的增加量，A项正确，B项错误；由动能定理知，f2对B做的功等于B的动能的增加量，拉力F和f1对A做的功之和等于A的动能的增加量，D项正确，C项错误。
2.一物块沿倾角为θ的斜坡向上滑动，当物块的初速度为v时，上升的最大高度为H，如图2所示。当物块的初速度为2v时，上升的最大高度记为h。重力加速度为g，则物块与斜坡间的动摩擦因数μ和h分别为(　　)
对点练2　应用动能定理求变力做功4.如图4所示，在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m的小球A，将小球A从弹簧原长位置由静止释放，小球A能够下降的最大高度为h。若将小球A换为质量为2m的小球B，仍从弹簧原长位置由静止释放，重力加速度为g，不计空气阻力，则小球B下降h高度时的速度为(　　)
6.如图6所示，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高，质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的压力为2mg，重力加速度大小为g。质点自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为(　　)
对点练3　动能定理与图像问题的结合7.(多选)如图7甲所示，质量m＝2 kg的物体以100 J的初动能在粗糙的水平地面上滑行，其动能Ek随位移s变化的关系图像如图乙所示，则下列判断中正确的是(　　)A.物体运动的总位移大小为10 mB.物体运动的加速度大小为10 m/s2C.物体运动的初速度大小为10 m/sD.物体所受的摩擦力大小为5 N
解析　小球恰好运动至C点，小球在C点vC＝0小球在圆弧BC上运动到D点的受力分析如图所示
10.(2024·广东广州高三统考)如图10所示，半径为R、内壁光滑的半圆轨道竖直放置，与粗糙水平直轨道左端P点平滑连接。质量为m的小球(可视为质点)以初速度v0由直轨道N点向左运动。已知小球到达轨道最高点M时对轨道的压力大小为重力的2倍，重力加速度为g，不计空气阻力，求：(1)小球刚过P点的速度大小及对圆轨道压力大小；(2)小球从N点到P点的过程中克服摩擦阻力所做的功。
解析　(1)小球通过半圆轨道的最高点M时，由牛顿第二定律有
滑块从P点运动到M点的过程中，由动能定理有
小球通过半圆轨道的P点时，由牛顿第二定律有
由牛顿第三定律可知，小球在P点时对圆轨道的压力大小F压＝FN解得F压＝8mg。
(1)若小滑块从圆弧AO上某点释放，之后在两个圆弧上滑过的弧长相等，求释放点和O1的连线与竖直线的夹角；(2)若小滑块能从O点脱离滑道，求其可能的落水点在水平面上形成的区域长度。
解析　(1)设释放点和O1的连线与竖直线的夹角为θ，由于小滑块在两个圆弧上滑过的弧长相等，则小滑块在圆弧OB上的离开点和O2的连线与竖直线的夹角也为θ，设小滑块离开圆弧OB时的速度为v，则根据动能定理可得