2019届高三物理一轮复习课件：第五章第2节动能定理及其应用

高考一轮总复习•物理
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3.物理意义： 合力 的功是物体动能变化的量度． 4．适用条件 (1)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 分阶段
作用．
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1．思维辨析 (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)处于平衡状态的物体动能一定保持不变．( √ ) (3)做自由落体运动的物体，动能与下落时间的二次方成正比．( √ ) (4)物体在合外力作用下做变速运动，动能一定变化．( ) (5)物体的动能不变，所受的合外力必定为零．( )
答案
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解析：因为频闪照片时间间隔相同，对比图甲和乙可知图甲中滑块加速度大，是上滑阶 段；根据牛顿第二定律可知图甲中滑块受到的合力较大，故 A 错误．从图甲中的 A 点到图乙 中的 A 点，先上升后下降，重力做功为 0，摩擦力做负功；根据动能定理可知图甲经过 A 点 的动能较大，故 B 错误．对比图甲、乙可知，图甲中在 A、B 之间的运动时间较短，故 C 正 确．由于无论上滑还是下滑，受到的滑动摩擦力大小相等，故图甲和图乙在 A、B 之间克服 摩擦力做的功相等，故 D 错误．
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2．运动员把质量是 500 g 的足球踢出后，某人观察它在空中的飞行情况，估计上升的
最大高度是 10 m，在最高点的速度为 20 m/s.估算出运动员踢球时对足球做的功为( )
A．50 J
B．100 J
C．150 J

2当涉及重力、大小恒定的阻力或摩擦力做功时，要注意 它们各自的特点：①重力做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做的功等于力的大小与 路程的乘积.
[变式训练] 1．(多选)(对动能定理的理解)如图所示，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增加到v2时，上升高度 为H，则在这个过程中，下列说法或表达式正确的是( )
滑块运动的全过程应用动能定理，有mgl0sinθ－μmglcosθ＝0－
1 2
mv20，解得l＝μ12gvco20 sθ＋l0tanθ，选项A正确．
[答案] A
1运用动能定理解决问题时，选择合适的研究过程能使问 题得以简化.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.
[答案] D
要点二 动能定理与图象结合问题 [要点深化]
1．解决物理图象问题的基本步骤
2．四类图象所围面积的含义 由公式x＝vt可知，v－t图线与坐标轴围成
v－t图 的面积表示物体的位移 由公式Δv＝at可知，a－t图线与坐标轴围成
a－t图 的面积表示物体速度的变化量 由公式W＝Fx可知，F－x图线与坐标轴围
5．动能的相对性：由于速度具有 相对性 ，所以动能也
具有相对性．
6．动能的变化：物体
末动能与初动能
之差，即ΔEk＝
1 2
mv22－12mv21.
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 (1)W＝ ΔEk . (2)W＝ Ek2－Ek1 .
[答案] √
5．速度大小相同的两个物体，动能一定相同( ) [答案] × 6．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( )

关闭
C D.重力和摩擦力的合力为零
解析 答案
-8-
基础夯实 自我诊断
4 .关于运动物体所受的合外力、合外力做的功及动能变化的关 系,下列说法正确的是( )
A.合外力为零,则合外力做功一定为零 B.合外力做功为零,则合外力一定为零 C.合外力做功越多,则动能一定越大 D.动能不变,则物体合外力一定为零
C.公式中的Ek2-E k1为动能的增量,当W>0 时动能增加,当W<0 时
,动能减少
关闭
公式D.W动=E能k定2 -E理k1适中用的于“W直”为线所运有动力,所但做不的适总用功于,A曲错线误运,B动正确,适;若用W于> 恒0,力则
E做k2功>E,但k1 ,不若适W<用0于,则变Ek力2 <做E k功1 ,C正确;动能定理对直线运动、曲线运动、恒
-12 -
考点一
考点二
考点三
突破训练
1 .如图所示,一块长木板B放在光滑的水平面上,在B上放一物体
A,现以恒定的外力拉B,由于Байду номын сангаас 、B间摩擦力的作用,A将在B上滑动, 关闭
A以物地体面所为受参的考合系外力,A等、于B都B对向A前的移摩动擦力一,段对距A 物离体。运在用此动过能程定中理,(则 有 B)对
A 的摩擦力所做的功等于A 的动能的增量,即B对;A 对B的摩擦力与B对A 的
摩擦力是一对作用力与反作用力,大小相等,方向相反,但是由于A 在B上滑
动,AA.、外B力对F地做的的位功移等不于等A,故和二B者动做能功的不增相量等,C错;对B应用动能定理,W F-
W FBf=.BΔ对EkAB,的即W摩F擦= Δ力Ek所B+做W 的Ff,就功是,等外于力AF的对B动做能的增功量,等于B的动能增量与B 克服C.摩A 对擦力B的所摩做擦的力功之所和做,的D错功;B,等克于服摩B对擦A力的所摩做擦的力功所与A做的的动功能增量(等

大小Δv和碰撞过程中小球的动能变化量ΔEk为 ( )
A．Δv＝0
B．Δv＝12 m/s
C．ΔEk＝1.8 J
D．ΔEk＝10.8 J
解析：取初速度方向为正方向，则Δv＝(－6－6) m/s＝－
12 m/s，由于速度大小没变，动能不变，故动能变化量为0，
故只有选项B正确。
答案：B
动能定理
[想一想]
超链 接
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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 。
[试一试]
2．如图5－2－2所示，质量为m的物块，
在恒力F的作用下，沿光滑水平面运
动，物块通过A点和B点的速度分别 图5－2－2
B．对物体，动能定理的表达式为 W 合＝0，其中 W 合为合 力的功
C．对物体，动能定理的表达式为 WFN －mgH＝12mv22－21 mv12
D．对电梯，其所受合力做功为12Mv22－12Mv12
[尝试解题] 电梯上升的过程中，对物体做功的有重力 mg、支持 力 FN，这两个力的总功才等于物体动能的增量 ΔEk＝12 mv22－12mv12，故 A、B 均错误，C 正确；对电梯，无论 有几个力对它做功，由动能定理可知，其合力的功一定 等于其动能的增量，故 D 正确。 [答案] CD
(1)应用动能定理时，也要进行受力分析，分析 在这个过程中有哪些力做功，注意区分功的正负。
(2)应用动能定理时要注意选取的研究对象和对 应过程，合力做的功和动能增量一定是对应同一研 究对象的同一过程。
利用动能定理求解多过程问题
1.基本步骤 (1)选取研究对象，明确它的运动过程。 (2)分析研究对象的受力情况和各力的做功情况。

题组一 动能定理的理解
题组二
动能定理的应用
3.(多选)如图所示，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增加到v2时，上升高度为H，则在这个过程中，下列说 法或表达式正确的是( CD )
1 A．对物体，动能定理的表达式为 WN＝ Mv2 2，其中 WN 为支持力 2 的功 B．对物体，动能定理的表达式为 W 合＝0，其中 W 合为合力的功 1 1 2 C．对物体，动能定理的表达式为 WN－mgH＝ mv2 － mv1 2 2 2 1 1 2 2 D．对电梯，其所受合力做功为 Mv2－ Mv1 2 2
√
×
√
×
2．(多选)关于动能定理的表达式W＝Ek2－Ek1，下
列说法正确的是 ( BC ) A．公式中的Wห้องสมุดไป่ตู้不包含重力的其他力做的总功 B ．公式中的 W 为包含重力在内的所有力做的功， 也可通过以下两种方式计算：先求每个力的功再 求功的代数和或先求合外力再求合外力的功 C．公式中的Ek2－Ek1为动能的增量，当W＞0 时动 能增加，当W＜0时，动能减少 D ．动能定理适用于直线运动，但不适用于曲线运 动，适用于恒力做功，但不适用于变力做功
得 v′＝ 答案 2 v，故选 B。 2 B
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•
应用动能定理解题应抓好“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，确定这一过程研 究对象的受力情况和位置变化或位移信息。 2．应用动能定理解题的基本思路
5.如图 1 所示，质量为 m 的小球，在离地面 H 高处 由静止释放，落到地面后继续陷入泥中 h 深度 而停止，设小球受到的空气阻力为 f，则下列说 法正确的是 A．小球落地时动能等于 mgH B． 小球陷入泥中的过程中克服泥的阻力所做的功小于刚落 到地面时的动能 C．整个过程中小球克服阻力做的功等于 mg(H＋h) H D．小球在泥土中受到的平均阻力为 mg(1＋ h ) (

第五章
析考点层级突破
提素养备战高考
练典题走进高考
练规范课时冲关
突破③——受力分析 运用动能定理时，必须分析清楚物体在过程中的全部受力情况， 找出哪些力不做功，哪些力做功，做多少功．从而确定出外力的总 功，这是解题的关键． 突破④——位移的计算 应用动能定理时，要注意有的力做功与路程无关，只与位移有 关，有的力做功却与路程有关． 突破⑤——初、末状态的确定 动能定理的计算式为标量式，v 为相对同一参考系的速度，所以 确定初、末状态动能时，必须相对于同一参考系而言．
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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 分阶段 作 用． 5．应用技巧：若过程包含了几个运动性质不同的分过程，既可 以分段考虑，也可以 整个过程 考虑．
(1)人滑到斜面底端 C 时的速度大小； (2)人离开 C 点后还要在地面上滑行多远才能停下？
第五章
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1 2 解析：(1)在 AC 过程中由动能定理得 mgh＝ mvC ， 2 解得 vC＝8 m/s. (2)设人在 CD 水平面上滑行的距离为 s 在 AD 过程中由动能定理得 mgh－μmgs＝0 解得 s＝6.4 m.
高 考 总 复 习
人教物理
析考点层级突破
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第2课时 动能定理及应用
考点一 对动能定理的理解及简单应用
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 动能的变化量 ． 1 2 1 2 2．表达式：W＝ mv2 － mv1＝ Ek2－Ek1 . 2 2 3．理解：动能定理公式中等号表明了合外力做功与物体动能的 变化具有等量代换关系．合外力做功是引起物体动能变化的原因．

(2)动能定理适用于恒力做功，也适用于变力做功；适用于直线运动，也 适用于曲线运动。
2019高考一轮总复习 • 物理
题|组|微|练 1. (多选)如图所示，一块长木板 B 放在光滑的水平面上，在 B 上放一物 体 A，现以恒定的外力拉 B，由于 A、B 间摩擦力的作用，A 将在 B 上滑动， 以地面为参考系，A、B 都向前移动一段距离。在此过程中( )
B．L1∶L2＝1∶1 D．L1∶L2＝4∶1
解析 由动能定理，对两车分别列式－F1L1＝0－12m1v12，－F2L2＝0－
12m2v22，F1＝μm1g，F2＝μm2g，
由以上四式联立得 L1∶L2＝4∶1， 故选项 D 正确。
答案 D
2019高考一轮总复习 • 物理
3．(动能定理的简单应用)在离地面高为 h 处竖直上抛一质量为 m 的物块，
(2)空气阻力对小球的作用力是恒力还是变力，其对小球做的功能用功 的公式求解吗？
答：空气阻力对小球的作用力为变力，不能用功的公式求功。
2019高考一轮总复习 • 物理
解析 (1)小球恰能到达最高点 B，由牛顿第二定律得
mg＝mvL2B，解得 vB＝ 2
g2L。
(2)若不计空气阻力，从 A→B 由动能定理得
A．mgh－12mv2 C．mgh＋12mv2
B．12mv2－mgh D．mgh
2019高考一轮总复习 • 物理
解析 小球从 A 点运动到 C 点的过程中，重力和弹簧弹力对小球做负 功，由于支持力与位移方向始终垂直，则支持力对小球不做功，由动能定 理，可得 WG＋WF＝0－12mv2，重力做功为 WG＝－mgh，则弹簧弹力对小 球做的功为 WF＝mgh－12mv2，A 项正确。
2019高考一轮总复习 • 物理 2．应用动能定理解题的基本思路

解析：(1)为使小物块下滑，应有 mgsin θ≥μ1mgcos θ① θ 满足的条件 tan θ≥0.05② 即当 θ＝arctan 0.05 时物块恰好从斜面开始下滑． (2)克服摩擦力做功 Wf＝μ1mgL1cos θ＋μ2mg(L2－L1cos θ)③ 由动能定理得 mgL1sin θ－Wf＝0④ 代入数据得 μ2＝0.8.⑤
[方法技巧] 解答此类问题的 4 点技巧
1．首先要建立模型，判断物体运动过程中做了哪些运动，如直线运 动、平抛运动、圆周运动等． 2．其次分析各个运动过程中物体的受力情况以及运动情况，判断物 体运动过程中有没有需要特别注意的临界点、隐含条件等(如竖直平 面内的圆周运动中物体在最高点的临界条件，平抛运动中是分解速度 还是分解位移、是否要用到斜面的倾角以及有关推论)． 3．然后抓住模型之间的联系纽带(是速度、加速度，还是位移等)，同 时关注在什么位置当成动能定理中的初态和末态． 4．最后根据实际情况分阶段或整体利用动能定理进行列式计算．
[真题点评] (1)此题是将直线运动与圆周运动相组合的题目， 考查的重点是圆周运动的向心力及影响摩擦力和摩擦力做功 的因素． (2)此类多种运动相组合的题能灵活考查学生综合应用知识的 能力，是高考命题的重点、热点．
拓展 1 “直线＋平抛”组合的多过程问题 1．如图所示，用一块长 L1＝1.0 m 的木板在墙和桌面间架设斜 面，桌子高 H＝0.8 m，长 L2＝1.5 m．斜面与水平桌面的倾角 θ 可在 0～60°间调节后固定．将质量 m＝0.2 kg 的小物块从斜 面顶端静止释放，物块与斜面间的动摩擦因数 μ1＝0.05，物块 与桌面间的动摩擦因数为 μ2，忽略物块在斜面与桌面交接处的 能量损失．(重力加速度取 g＝10 m/s2；最大静摩擦力等于滑动 摩擦力)

v
2 O
-0
在O点有:mg=m
v
2 O
r
代入数据解得:Hmin=0.65 m
仅仅与弹性挡板碰撞一次,且小球不会脱离CDO轨道,H最大时,碰后再返回
最高点能上升到D点,则有:
mg(Hmax+r)-3μmgL=0 代入数据解得:Hmax=0.7 m 故有:0.65 m≤H≤0.7 m
答案:(1)84 N (2)0.65 m≤H≤0.7 m
2.四类图像所围“面积”的含义:
【典例·通法悟道】 【典例2】用传感器研究质量为2 kg的物体由静止开始做直线运动的规律时,在 计算机上得到0～6 s内物体的加速度随时间变化的关系如图所示。下列说法正 确的是 ( ) A.0～6 s内物体先向正方向运动,后向负方向运动 B.0～6 s内物体在4 s时的速度最大 C.物体在2～4 s内速度不变 D.0～4 s内合力对物体做的功等于0～6 s内合力做的功
2021/4/17
高考物理一轮复习第五章机械能2动能定理及其
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应用课件
结束语
同学们，你们要相信梦想是价值的源泉，相信成 功的信念比成功本身更重要，相信人生有挫折没 有失败，相信生命的质量来自决不妥协的信念，
考试加油。
【思维展现】应用动能定理解题的基本思路
【解析】(1)设冰球与冰面之间的动摩擦因数为μ
据解得动μ能=定v理02 有v -12 μmgs0=12
mv12
1 2
mv02
2gs0
(2)冰球运动时间t= v 0 v 1
g
由于s1=12 at2
解得运动员的最小加速度a= s1 v0 v1 2
2
s
2 0
大,C错;在0～4

(3)若过程包含了几个运动性质不同的分过程，既可分段考虑， 也可整个过程考虑。但求功时，有些力不是全过程都做功，必 须根据不同的情况分别对待求出总功。 (4)应用动能定理时，必须明确各力做功的正、负。当一个力 做负功时，可设物体克服该力做功为W，将该力做功表达为-W， 也可以直接用字母W表示该力做功，使其字母本身含有负号。

2 1 mgH。
答案：1 4
mv
2 B

2 1 mgH
【变式备选】如图所示，劲度系数为k的弹簧下端悬挂一个质 量为m的重物，处于静止状态。 手托重物使之缓慢上移，直到 弹簧恢复原长，手对重物做的 功为W1。然后放手使重物从静 止开始下落，重物下落过程中 的最大速度为v,不计空气阻力。 重物从静止开始下落到速度最大的过程中，弹簧对重物做的功 为W2，则( )
(1)大猴从A点水平跳离时速度的最小值; (2)猴子抓住青藤荡起时的速度大小; (3)猴子荡起时,青藤对猴子的拉力大小。
【解题探究】(1)分析猴子从A到中间石头的运动过程: ①猴子做_平__抛__运动; ②处理思路:分解为_水__平__方__向__的__匀__速__直__线__运__动__和_竖__直__方__向__的__自__ _由__落__体__运__动__; (2)猴子抓住青藤从C到D的过程: ①选择规律:_动__能__定__理__;
拓展 延伸
【考点解读】从两个方面理解动能定理
（1）动能定理公式中体现的三个关系：
①数量关系：即合外力所做的功与物体动能的变化具有等量代
换关系。可以通过计算物体动能的变化，求合外力的功，进而
求得某一力的功。
②单位关系，等式两侧物理量的国际单位都是焦耳。 ③因果关系:合外力的功是引起物体动能变化的原因。 (2)动能定理叙述中所说的“外力”，既可以是重力、弹力、 摩擦力，也可以是电场力、磁场力或其他力。