2022高考物理一輪復(fù)習(xí) 考點(diǎn)大通關(guān) 專題5.2 動(dòng)能 動(dòng)能定理學(xué)案

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1、2022高考物理一輪復(fù)習(xí) 考點(diǎn)大通關(guān) 專題5.2 動(dòng)能 動(dòng)能定理學(xué)案考點(diǎn)精講一、動(dòng)能1公式Ekmv2，式中v為瞬時(shí)速度，動(dòng)能是狀態(tài)量2矢標(biāo)性動(dòng)能是標(biāo)量，只有正值，動(dòng)能與速度的方向無(wú)關(guān)3動(dòng)能的變化量Ekmvmv.4動(dòng)能的相對(duì)性由于速度具有相對(duì)性，則動(dòng)能也具有相對(duì)性，一般以地面為參考系二、動(dòng)能定理1內(nèi)容合外力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化2表達(dá)式WEkmvmv.3功與動(dòng)能的關(guān)系(1)W0，物體的動(dòng)能增加(2)WmgR，質(zhì)點(diǎn)不能到達(dá)Q點(diǎn)CWmgR，質(zhì)點(diǎn)到達(dá)Q點(diǎn)后，繼續(xù)上升一段距離DW0 BW20 DW30【答案】CD 【解析】分析題圖可知，貨物一直向上運(yùn)動(dòng)，根據(jù)功的定義式可得：重力做負(fù)功，拉力做正

2、功，即W10，A、B錯(cuò)誤，C正確；根據(jù)動(dòng)能定理：合力做的功W30mv2，v2 m/s，即W30，D正確。8一質(zhì)點(diǎn)在光滑水平面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)對(duì)該質(zhì)點(diǎn)施加水平力F，力F隨時(shí)間t按如圖所示的正弦規(guī)律變化，力F的方向始終在同一直線上，在04 s內(nèi)，下列說(shuō)法正確的是()A第2 s末，質(zhì)點(diǎn)距離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)B第2 s末，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能最大C02 s內(nèi)，力F瞬時(shí)功率一直增大D04 s內(nèi)，力F做功為零【答案】BD【解析】從圖象可以看出在前2 s力的方向和運(yùn)動(dòng)的方向相同，物體經(jīng)歷了一個(gè)加速度逐漸增大的加速運(yùn)動(dòng)和加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，第2 s末，拉力F方向反向，速度方向不變，所以2 s后，質(zhì)點(diǎn)離出發(fā)點(diǎn)距離還在增大

3、，故A錯(cuò)誤；第2 s末，拉力F方向反向，速度方向不變，物體要做減速運(yùn)動(dòng)，所以第2 s末，質(zhì)點(diǎn)的速度最大，動(dòng)能最大，故B正確；01 s內(nèi)，速度在增大，力F增大，根據(jù)瞬時(shí)功率PFv得力F瞬時(shí)功率一直增大，12 s內(nèi)，速度在增大，但是隨時(shí)間速度增大變慢，而力F隨時(shí)間減小變快，所以力F瞬時(shí)功率有減小的過(guò)程，故C錯(cuò)誤；04 s內(nèi)，初末速度都為零，根據(jù)動(dòng)能定理得合力做功為零，所以力F做功為零，故D正確。9如圖甲所示，長(zhǎng)為4 m的水平軌道AB與半徑為R0.6 m的豎直半圓弧軌道BC在B處相連接，有一質(zhì)量為1 kg的滑塊(大小不計(jì))，從A處由靜止開(kāi)始受水平向右的力F作用，F(xiàn)的大小隨位移變化的關(guān)系如圖乙所示，滑

4、塊與AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25，與BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)未知，g取10 m/s2.求：甲乙 (1)滑塊到達(dá)B處時(shí)的速度大??；(2)滑塊在水平軌道AB上運(yùn)動(dòng)前2 m過(guò)程所用的時(shí)間；(3)若到達(dá)B點(diǎn)時(shí)撤去力F，滑塊沿半圓弧軌道內(nèi)側(cè)上滑，并恰好能到達(dá)最高點(diǎn)C，則滑塊在半圓弧軌道上克服摩擦力所做的功是多少？【答案】(1)2 m/s(2) s(3)5 J【解析】(1)對(duì)滑塊從A到B的過(guò)程，由動(dòng)能定理得F1x1F3x3mgxmv代入數(shù)值解得vB2 m/s.(2)在前2 m內(nèi)，有F1mgma，且x1at，解得t1 s.(3)當(dāng)滑塊恰好能到達(dá)最高點(diǎn)C時(shí)，有：mgm對(duì)滑塊從B到C的過(guò)程，由動(dòng)能定理得：Wmg2Rm

5、vmv代入數(shù)值得W5 J，即克服摩擦力做的功為5 J.點(diǎn)評(píng)：(1)應(yīng)用動(dòng)能定理解題時(shí)，在分析過(guò)程的基礎(chǔ)上無(wú)需深究物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中狀態(tài)變化的細(xì)節(jié)，只需考慮整個(gè)過(guò)程的功及過(guò)程初末的動(dòng)能。(2)若過(guò)程包含了幾個(gè)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)不同的分過(guò)程，既可分段考慮，也可整個(gè)過(guò)程考慮但求功時(shí)，有些力不是全過(guò)程都作用的，必須根據(jù)不同的情況分別對(duì)待求出總功，計(jì)算時(shí)要把各力的功連同正負(fù)號(hào)一同代入公式。方法2求解涉及功、能極值的方法詮釋：在涉及功、能的極值問(wèn)題中，有些極值的形成是由運(yùn)動(dòng)形式的臨界狀態(tài)造成的；有些極值的形成是由題設(shè)條件造成的。題組4 求解涉及功、能極值的方法1在水平地面上平鋪n塊磚，每塊磚的質(zhì)量為m，厚度為h，如圖所

6、示。若將磚一塊一塊地豎直疊放起來(lái)，在此過(guò)程中，重力做功為 J.【答案】mgh【解析】2如圖所示，小球用不可伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度為L(zhǎng)的輕繩懸于O點(diǎn)，小球在最低點(diǎn)至少需獲得速度為 m/s才能在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)?！敬鸢浮?【解析】由圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)可知，設(shè)小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度至少為v1，則有mgm，v1。由動(dòng)能定理得：mvmvmg2L，則v0。3如圖為豎直平面內(nèi)的坐標(biāo)系xOy，在第二象限有一光滑足夠長(zhǎng)水平平臺(tái)，在第一象限固定一曲面呈拋物線形狀的物體，曲面滿足方程y。在平臺(tái)上的P點(diǎn)(圖上未標(biāo)出)，坐標(biāo)為(2 m,3.6 m)，現(xiàn)有一質(zhì)量為m1 kg的物塊(不計(jì)大小)，用水平向右的力F9 N拉物塊，當(dāng)物塊離開(kāi)平臺(tái)時(shí)立即撤去拉力，最終物塊撞到曲面上(g取10 m/s2)。物塊撞到曲面前瞬間的動(dòng)能大小為 J；要使物塊撞到曲面前瞬間的動(dòng)能最小，物塊初始位置的坐標(biāo)為 。【答案】30 J (1 m,3.6 m) 點(diǎn)評(píng)：在解決涉及功、能的極值問(wèn)題時(shí)，一種思路是分析運(yùn)動(dòng)形式的臨界狀態(tài)，將臨界條件轉(zhuǎn)化為物理方程來(lái)解；另一種思路是將運(yùn)動(dòng)過(guò)程的方程解析式化，利用數(shù)學(xué)方法求極值。