2019-2020年高考物理二輪復習 動能定理應用歸類復習教案.doc
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2019-2020年高考物理二輪復習 動能定理應用歸類復習教案 動能定理是高中物理教學中用能量觀點分析力學問題常見的基本規(guī)律之一，也是高考中的高頻考點知識，近幾年來，高考試題注重將動能定理與牛頓運動定律、曲線運動、機械能、能量守恒定律、電磁學等知識相結合，綜合考查考查學生的分析、推理、綜合應用能力，試題具有過程復雜、難度較大、能力要求高的特點，。 一、動能與其他形式能的綜合 例題一、（xx年廣東理基）一個25kg的小孩從高度為3.0m的滑梯頂端由靜止開始滑下，滑到底端時的速度為2.0m／s。取g＝10m／s2，關于力對小孩做的功，以下結果正確的是（ ） A．合外力做功50J B．阻力做功500J C．重力做功500J D．支持力做功50J 解析：小孩在下滑過程中受重力、斜面的支持力、摩擦力，其中重力做正功，支持力不做功，摩擦力做負功，物體的初動能為，末運動能為， 物體動能的變化為 =50J，由動能定理有，合力做的功為W=50J，而 故Wf=-700J.正確答案為A。此題中熏力做正功750J，重力勢能減少了750J，摩擦力做負功700J，機械能減少了700J，合力做功50J，動能增加了50J。 點評：a b E 功是能量轉化的量度，物體動能發(fā)生變化則一定有力對物體做了功。動能定理應用中求合力的功及確定物體初末狀態(tài)的動能是關鍵。解題時要巧妙地運用好功能關系、能量守恒定律，同時注意把動能的變化，重力勢能的變化，機械能的變化，電勢能的變化與相應力做功的關系區(qū)別開來。 例題二、（05天津卷）一帶電油滴在勻強電場E中的運動軌跡如圖中虛線所示，電場方向豎直向下。若不計空氣阻力，則此帶電油滴從a運動到b的過程中，能量變化情況為（ ） Ａ．動能減小 Ｂ．電勢能增加 Ｃ．動能和電勢能之和減小 Ｄ．重力勢能和電勢能之和增加 解析：解答 油滴受到重力和電場力，由油滴的運動軌跡可以判斷油滴的合外力豎直向上，電場力大于重力。電場力做正功，電勢能減小；重力做負功，重力勢能增加；動能增加?？偰芰渴鞘睾愕?，重力勢能增大，所以動能和電勢能之和減少。總能量是守恒的，動能增加，所以重力勢能和電勢能之和減小。故選C。 二、動能定理分析多過程問題 例題一、（xx年全國卷Ⅱ）以初速度v0豎直向上拋出一質量為m的小物塊。假定物塊所受的空氣阻力f大小不變。已知重力加速度為g，則物體上升的最大高度和返回到原拋出點的速率分別為（ ） A、和 B、和 C、和 D、和 解析:上升的過程中，重力做負功，阻力f做負功， 由動能定理得， 求返回拋出點的速度由全程使用動能定理重力做功為零，只有阻力做功為： 解得： A正確 點評：對多過程問題可采用分段法和整段法處理,解題時應活處理,通常用整段法解題往往比較簡潔。用動能定理分析多過程問題，關鍵是對研究對象進行準確的受力分析及運動過程分析，并畫出物體運動過程的示意圖，通過示意圖幫助我們理解物理過程和各量關系，有些力在物體運動全過程中不是始終存在的，在計算外力做功時更應引起注意。 例題二、（xx年四川卷）如圖所示，粗糙程度均勻的絕緣斜面下方O點處有一正點電荷，帶負電的小物體以初速度v1從M點沿斜面上滑，到達N點時速度為零，然后下滑回到M點，此時速度為v2（v2＜v1）。若小物體電荷量保持不變，OM＝ON，則（ ） A．小物體上升的最大高度為 B．從N到M的過程中，小物體的電勢能逐漸減小 C．從M到N的過程中，電場力對小物體先做負功后做正功 D．從N到M的過程中，小物體受到的摩擦力和電場力均是先增大后減小 解析：設斜面傾角為θ、上升過程沿斜面運動的最大距離為L。因為OM＝ON，則MN兩點電勢相等，小物體從M到N、從N到M電場力做功均為0。上滑和下滑經(jīng)過同一個位置時，垂直斜面方向上電場力的分力相等，則經(jīng)過相等的一小段位移在上滑和下滑過程中電場力分力對應的摩擦力所作的功均為相等的負功，所以上滑和下滑過程克服電場力產(chǎn)生的摩擦力所作的功相等、并設為W1。在上滑和下滑過程，對小物體，應用動能定理分別有：－mgLsinθ－μmgLcosθ－W1＝－ mgLsinθ－μmgLcosθ－W1＝，上兩式相減可得Lsinθ＝，A對；由OM＝ON，可知電場力對小物體先作正功后作負功，電勢能先減小后增大，BC錯；從N到M的過程中，小物體受到的電場力垂直斜面的分力先增大后減小，而重力分力不變，則摩擦力先增大后減小，在此過程中小物體到O的距離先減小后增大，根據(jù)庫侖定律可知小物體受到的電場力先增大后減小，D對。答案：AD. 三、動能定理分析變力功問題 例題一、(xx年湖北黃岡模擬)如圖所示，一個質量為m的圓環(huán)套在一根固定的水平直桿上，環(huán)與桿的動摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)給環(huán)一個向右的初速度v0，如果在運動過程中還受到一個方向始終豎直向上的力F的作用，已知力F的大小為F＝kv(k為常數(shù)，v為環(huán)的運動速度)，則環(huán)在整個運動過程中克服摩擦力所做的功(假設桿足夠長)可能為( ) A、 B、0 C、 D、 解析：當mg＜kv0時，即v0＞時，環(huán)在運動過程中，v減少，F(xiàn)減少，f減少 到mg=kv時，環(huán)作勻速運動，Wf=, 環(huán)克服摩擦力所做的功為； 當mg=kv0時，即v0=時,環(huán)作勻速運動，Wf=0，環(huán)克服摩擦力所做的功為零； 當mg>kv0時，即v0<時，環(huán)在運動過程中，環(huán)一直作勻減速運動，環(huán)克服摩擦力所做的功為Wf= 點評：用動能定理分析變力的功時要注意弄清物體始末兩個狀態(tài)的速度，以及在中間過程中其他力對物體做的功． 例題二、如圖所示為汽車在水平路面上啟動過程中的速度圖象，oa為過原點的傾斜直線，ab段表示以額定功率行駛時的加速階段，bc段是與ab段相切的水平直線，則下述說法正確的是( ) A、0～t1時間內(nèi)汽車做勻加速運動且功率恒定 B、t1～t2時間內(nèi)汽車牽引力做功為(mv－mv)/2 C、t1～t2時間內(nèi)的平均速度為(v1＋v2)/2 D、在全過程中t1時刻的牽引力及其功率都是最大值， t2～t3時間內(nèi)牽引力最小 解析：發(fā)動機的輸出功率P恒定時，據(jù)P = FV可知v變化，牽引力F就會發(fā)生變化，阻力恒定，加速度a也發(fā)生變化，上述各物理量隨時間變化的規(guī)律如下圖所示。 四、動能定理分析連結體問題 例題一、如圖所示,mA=4kg,mB=1kg,A與桌面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,B與地面間的距離s=0.8m,A、B間繩子足夠長，A、B原來靜止，求： ?。?）B落到地面時的速度為多大； ?。?）B落地后,A在桌面上能繼續(xù)滑行多遠才能靜止下來。 （g取10m/s2） 解析：⑴以A、B物體構成的系統(tǒng)為對象，B物體所受重力mBg做正功,mA物體所受的摩擦力對系統(tǒng)做負功，由動能定理得： ⑵設B物體落地后A物體能滑行的距離為S’,則根據(jù)動能定理得： 點評：在連結體問題中，若不涉及常系統(tǒng)內(nèi)的相互作用時，常以整體為研究對象求解，對系統(tǒng)應用動能定理列式時要特別注意防止遺漏系統(tǒng)內(nèi)物體的動能。這類問題也可以運用隔離法選擇研究對象，運用牛頓運動定律求解，但解題過程一般比較復雜，而運用功能原理求解時則就顯得簡單多了。 例題二、(xx上海)如圖，在豎直向下，場強為E的勻強電場中，長為的絕緣輕桿可繞固定軸O在豎直面內(nèi)無摩擦轉動，兩個小球A、B固定于桿的兩端，A、B的質量分別為m1和m2 (m1
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