高考物理专题复习 动能定理及其应用
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1 动能定理专题
一、动能
1.定义:物体由于运动而具有的能.
2.公式:Ek=12mv2.
3.单位:焦耳,1 J=1 N·m=1 kg·m/s2.
4.矢标性:动能是标量,只有正值.
二、动能定理
1.内容:在一个过程中合外力对物体所做的功,等于物体在这个过程中动能的变化.
2.表达式:W=12mv22-12mv21.
3.物理意义:合外力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,也适用于曲线运动.
(2)既适用于恒力做功,也适用于变力做功.
(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.
例1.下列关于动能的说法,正确的是( )
A.运动物体所具有的能就是动能
B.物体做匀变速运动,某一时刻速度为v1,则物体在全过程中的动能都是12mv21
C.做匀速圆周运动的物体其速度改变而动能不变
D.物体在外力F作用下做加速运动,当力F逐渐减小时,其动能也逐渐减小
解析:运动的物体除具有动能以外,还具有其他形式的能,A选项错误.动能是状态量,当速度v的大小变化时,动能就发生变化,B选项错误;由于匀速圆周运动中,物体的速度大小不变,因此物体的动能不变,C选项正确;在物体做加速度逐渐减小的加速运动时,物体的动能仍在变大,D选项错误;故答案应该选C.
答案:C
例2.物体做匀速圆周运动时( )
A.速度变化,动能不变
B.速度变化,动能变化
C.速度不变,动能变化
D.速度不变,动能不变
解析:速度是矢量,动能是标量,物体做匀速圆周运动时速度的方向随时变化,但大小不变,故速度在变,动能不变,选项A正确.
答案:A
例3.人骑自行车下坡,坡长l=500 m,坡高h=8 m,人和车总质量为100
kg,下坡时初速度为4 m/s,人不踏车的情况下,到达坡底时车速为10 m/s,g
2 取10 m/s2,则下坡过程中阻力所做的功为( )
A.-4 000 J B.-3 800 J
2008高考物理专题复习 动能 动能定理练习题
考点:动能.做功与动能改变的关系(能力级别:Ⅰ)
1.动能
(1)定义:物体由于运动而具有的能量叫做动能.
(2)计算公式:221mvEk.国际单位:焦耳(J).
(3)说明:
①动能只有大小,没有方向,是个标量.计算公式中v是物体具有的速率.动能恒为正值.
②动能是状态量,动能的变化(增量)是过程量.
③动能具有相对性,其值与参考系的选取有关.一般取地面为参考系.
【例题】位于我国新疆境内的塔克拉玛干沙漠,气候干燥,风力强劲,是利用风力发电的绝世佳境.设该地强风的风速v=20m/s,空气密度ρ=1.3kg/m3,如果把通过横截面积为s=20m2的风的动能全部转化为电能,则电功率的大小为多少?(取一位有效数字).
〖解析〗时间t内吹到风力发电机上的风的质量为 vtsm
这些风的动能为 221mvEk
由于风的动能全部转化为电能,所以发电机的发电功率为 WsvtEPk5310121
2.做功与动能改变的关系 动能定理
(1)内容:外力对物体做的总功等于物体动能的变化.即:合外力做的功等于物体动能的变化.
(2)表达式: 12kkEEW合 或kEW合
(3)对动能定理的理解:
①合W是所有外力对物体做的总功,等于所有外力对物体做功的代数和,即:W合=W1+ W2+
W3+…….特别是在全过程的各个阶段受力有变化的情况下,只要把各个力在各个阶段所做的功都按照代数和加起来,就可以得到总功.
②因动能定理中功和能均与参考系的选取有关,所以动能定理也与参考系的选取有关,一般以地球为参考系.
③不论做什么运动形式,受力如何,动能定理总是适用的.
④做功的过程是能量转化的过程,动能定理中的等号“=”的意义是一种因果联系的数值上相等的符号, 它并不意谓着“功就是动能的增量”,也不意谓着“功转变成动能”,而意谓着“合外力的功是物体动能变化的原因,合外力对物体做多少功物体的动能就变化多少”.
考点12
动能定理及其应用
两年高考真题演练
1.(2015·
新课标全国卷Ⅰ,17)如图,一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置,直径POQ水平。一质量为m的质点自P点上方高度R处由静止开始下落,恰好从P点进入轨道。质点滑到轨道最低点N时,对轨道的压力为4mg,g为重力加速度的大小。用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功。则( )
A.W=12mgR,质点恰好可以到达Q点
B.W>12mgR,质点不能到达Q点
C.W=12mgR,质点到达Q点后,继续上升一段距离
D.W<12mgR,质点到达Q点后,继续上升一段距离
2.(2015·
海南单科,4)如图,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,对轨道的正压力为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( )
A.14mgR B.13mgR
C.12mgR
D.π4mgR
3.(2014·大纲全国卷,19)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,如图所示;当物块的初速度为v2时,上升的最大高度记为h。重力加速度大小为g。物块与斜坡间的动摩擦因数和h分别为( )
A.tan
θ和H2 B.(v22gH-1)tan
θ和H2
C.tan θ和H4 D.(v22gH-1)tan θ和H4
4.(2015·山东理综,23)如图甲所示,物块与质量为m的小球通过不可伸长的轻质细绳跨过两等高定滑轮连接。物块置于左侧滑轮正下方的表面水平的压力传感装置上,小球与右侧滑轮的距离为l。开始时物块和小球均静止,将此时传感装置的示数记为初始值。现给小球施加一始终垂直于l段细绳的力、将小球缓慢拉起至细绳与竖直方向成60°角,如图乙所示,此时传感装置的示数为初始值的1.25倍;再将小球由静止释放,当运动至最低位置时,传感装置的示数为初始值的0.6倍。不计滑轮的大小和摩擦,重力加速度的大小为g。求:
1考纲原文考情分析
1.动能的概念(Ⅰ)
2.动能定理及其应用(Ⅱ)本专题考点有两个,一个是动能的概念,注意动能的定义式,
而且动能是标量,能对题目数据进行计算,要求能判别出一些
运动物体的动能在不同条件下的变化情况.另外一个是动能定
理的应用,此考点较难,要能很好地理解动能变化量这个概念,
以及能识别出初末状态速度以及该过程中合外力做功或者各
力做功代数和情况.
考点1动能的概念(Ⅰ)
1.动能定义:物体由于运动而具有的能量叫做动能.
2.动能计算公式:Ek=12mv2.国际单位:焦(J).
(1)动能只有大小,没有方向,是个标量.计算公式中v是物体运动速度的大小.动能
恒为正值.(2)动能具有相对性,计算公式中v一般取地面为参考系.
1.赛道上的赛车做加速运动,速度为v和速度为2v时赛车动能之比是()
A.1∶1B.1∶2
C.1∶4D.1∶3
2.质量不同的两个物体从同一高度静止释放后落到地面,不计空气阻力,下列说法中
正确的是()A.落地的时间不同
B.落地时的速度不同
C.落地时的动能相同
D.下落过程中物体的加速度相同
23.某同学将质量为3kg的铅球,以8m/s的速度投出,铅球在出手时的动能是()
A.12JB.24J
C.96JD.192J
4.某同学投掷铅球.每次出手时,铅球速度的大小相等,但方向与水平面的夹角不同.关
于出手时铅球的动能,下列判断正确的是()A.夹角越大,动能越大
B.夹角越大,动能越小
C.夹角为45°时,动能最大
D.动能的大小与夹角无关
考点2动能定理及其应用(Ⅱ)
1.动能定理的内容:合外力做的功(或者外力对物体做的总功)等于物体动能的变化.
2.动能定理的表达式:W合=Ek2-Ek1或W合=ΔEk.
1.两个质量分别为m和2m的小球,分别从高度为2h和h处自由下落,忽略空气阻力,
则它们落地时的动能之比为()A.1∶1B.1∶2
C.2∶1D.4∶1
2.一质量为2kg的物体在外力作用下,由静止开始做直线运动,到达某点时速度为2