2022版新教材高考物理一轮复习 第4章 功和机械能 第2讲 动能和动能定理的应用学案 鲁科版.doc

-9-第2讲动能和动能定理的应用一、动能1．公式：Ek＝eq\f(1,2)mv2，单位：焦耳(J)。2．动能是标量，只能为0和正值，没有负值。3．动能是状态量，具有相对性，v为瞬时速度，且与参考系的选择有关，一般以地面为参考系。二、动能定理1．内容：合外力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。2．表达式：W＝Ek2－Ek1。3．对动能定理的理解当W＞0时，Ek2＞Ek1，物体的动能增大。当W＜0时，Ek2＜Ek1，物体的动能减小。当W＝0时，Ek2＝Ek1，物体的动能不变。思考辨析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．动能不变的物体一定处于平衡状态。(×)3．如果物体所受的合外力为0，那么合外力对物体做的功一定为0。(√)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0。(×)考点1动能定理的理解及基本应用(基础考点)1．(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()A．对物体，动能定理的表达式为WN＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)，其中WN为支持力做的功B．对物体，动能定理的表达式为W合＝0，其中W合为合力做的功C．对物体，动能定理的表达式为WN－mgH＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)D．对电梯，其所受合力做的功为eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,1)CD解析：电梯上升的过程中，对物体做功的有重力mg、支持力N，这两个力做的总功才等于物体动能的增量ΔEk＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＝WN－mgH，故A、B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，其所受合力做的功一定等于其动能的增量，故D正确。2．如图所示，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A解析：对木箱受力分析如图所示，木箱在移动的过程中有两个力做功，拉力做正功，摩擦力做负功，根据动能定理可知WF－Wf＝eq\f(1,2)mv2－0，所以木箱获得的动能小于拉力做的功，故A正确，B错误；无法比较动能与摩擦力做功的大小，C、D错误。3．(2020·揭阳模拟)某位工人师傅用如图所示的装置，将重物从地面沿竖直方向拉到楼上，在此过程中，工人师傅沿地面以速度v向右匀速直线运动，当质量为m的重物G上升高度为h时，轻绳与水平方向成α角，重力加速度大小为g，滑轮的质量和摩擦均不计，在此过程中，下列说法正确的是()A．人的速度比重物的速度小B．轻绳对重物的拉力大于重物的重力C．重物做匀速直线运动D．轻绳的拉力对重物做的功为mgh＋eq\f(1,2)mv2B解析：将人的速度沿轻绳方向和垂直于轻绳方向分解，沿轻绳方向的速度大小等于重物G的速度大小，根据平行四边形定则，轻绳与水平方向的夹角为α时，vG＝vcosα，故v>vG，A错误；人在向右匀速直线运动的过程中，轻绳与水平方向的夹角α减小，所以重物的速度增大，重物做加速上升运动，由牛顿第二定律可知轻绳的拉力大于重物的重力，B正确，C错误；当重物G上升高度为h时，重物的速度vG＝vcosα，重物由地面上升高度为h的过程中，根据动能定理可知W－mgh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,G)，解得W＝mgh＋eq\f(1,2)m(vcosα)2，D错误。1．对动能定理中“力”的两点理解(1)“力”指的是合力，重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力或其他力，它们可以同时作用，也可以不同时作用。(2)力既可以是恒力，也可以是变力。2．动能定理公式中体现的“三个关系”(1)数量关系：即合力所做的功与物体动能的变化具有等量替代关系。可以通过计算物体动能的变化，求合力做的功，进而求得某一力做的功。(2)单位关系：等式两边物理量的国际单位都是焦耳。(3)因果关系：合力做功是引起物体动能变化的原因。考点2动能定理和图像的结合问题(能力考点)典例如图甲所示，长为4m的水平轨道AB与半径为R＝0.6m的竖直半圆弧轨道BC在B处相连接，有一质量为1kg的滑块(大小不计)，从A处由静止开始受水平向右的力F的作用，F的大小随位移