（2021新人教版）高中物理必修第二册8.3 动能和动能定理（1）复习学案（解析版+原卷）.zip

1、2019-2020 学年高一物理同步题型学案（人教版新教材必修学年高一物理同步题型学案（人教版新教材必修 2） 8.3 动能和动能定理（第一课时）动能和动能定理（第一课时） 【学习目标学习目标】 1.理解动能的内涵，能用动能定理分析解释生产生活中的相关现象，解决一些相关的实际问题 2.能利用动能定理解决动力学问题和变力做功问题 3.能通过理论推导得出动能定理的内容。 【知识要点知识要点】 一、动能一、动能 1.定义：物体由于运动而具有的能量叫做动能。 2.表达式： 2 k 2 1 vmE 3.单位：焦（J） 4.说明：（1）动能是标量，只有大小没有方向。 （2）动能只有正值，没有负值。 （3）

2、动能是状态量，具有瞬时性。 （4）动能具有相对性。 二、动能定理二、动能定理 1.合力对物体所做的功等于物体动能的变化：WEk2Ek1Ek. 合力做正功，即 W 合，Ek2Ek1 ，动能增大 合力做负功，即 W 合，Ek2Ek1 ，动能减小 2.动能定理的适用范围： 既适用于直线运动，也适用于曲线运动；既适用于恒力做功，也适用于变力做功；既适用于单个物 体，也适用于多个物体；既适用于一个过程，也适用于整个过程。 【题型分类题型分类】 题型一、对动能定理的理解题型一、对动能定理的理解 【例 1】关于动能的理解，下列说法错误的是() A凡是运动的物体都具有动能 B动能不变的物体，一定处于平衡状态

3、C重力势能可以为负值，动能不可以为负值 D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 【同类练习同类练习】 1.下列关于运动物体的合力做功和动能、速度变化的关系，正确的是() A物体做变速运动，合外力一定不为零，动能一定变化 B若合外力对物体做功为零，则合外力一定为零 C物体的合外力做功，它的速度大小一定发生变化 D物体的动能不变，所受的合外力必定为零 题型二、动能定理的简单应用题型二、动能定理的简单应用 【例 2】如图所示，质量为 2kg 的物体在长 4m 的斜面顶端由静止下滑，然后进入由圆弧与斜面连 接的水平面 由斜面滑至平面时无能量损失 ，物体滑到斜面底端时的

4、速度为，若物体与水 () 4/m s 平面的动摩擦因数为，斜面倾角为 370，取求： 0.5 2 10/gm s （1）物体在斜面上滑动时摩擦力做的功； （2）物体能在水平面上滑行的距离 【同类练习同类练习】 1.如图所示，小滑块从高为 h 的斜面上的 A 点，由静止开始滑下，经 B 点在水平面上滑到 C 点而 停止，现在要使小滑块由 C 点沿原路径回到 A 点时速度为 0，那么必须给小滑块以多大的初速度？ (设小滑块经过 B 点时无能量损失) 【成果巩固训练成果巩固训练】 1韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员。他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助 滑区”保持同一姿态下滑了一段距离

5、,重力对他做功 1 900 J,他克服阻力做功 100 J。韩晓鹏在此过程 中() A.动能增加了 1 900 J B.动能增加了 2 000 J C.重力势能减小了 1 900 J D.重力势能减小了 2 000 J 2.（多选）在平直公路上，汽车由静止开始做匀加速运动，当速度达到 vm后立即关闭发动机直到 停止，运动过程的 vt 图像如图所示，设汽车的牵引力为 F，所受摩擦力为 f，全过程中牵引力做 功 W1，克服摩擦力做功 W2，则() AFf14 BFf41 CW1W211 DW1W213 3质量为 2 kg 的物体做直线运动，沿此直线作用于物体的外力与位移的关系如图所示，若物体的 初

6、速度为 3 m/s，则其末速度为( ) A5 m/sB m/s 23 C m/sD m/s 535 4.如图所示，一物体以 6 J 的初动能从 A 点沿 AB 圆弧下滑，滑到 B 点时动能仍为 6 J，若物体以 8 J 的初动能从 A 点沿同一路线滑到 B 点，则物体到 B 点时的动能是() A小于 8 JB等于 8 J C大于 8 J D不能确定 5质量为 m 的物体从高为 h 的斜面顶端静止下滑，最后停在平面上，若该物体以 v0的初速度从顶 端下滑，最后仍停在平面上，如图甲所示。图乙为物体两次在平面上运动的 vt 图，则物体在斜 面上运动过程中克服摩擦力的功为 A 2 0 1 3 2 mv

7、mgh B 2 0 1 3 2 mghmv C 2 0 1 6 mvmgh D 2 0 1 6 mghmv 6一架喷气式飞机，质量 m5.0103 kg，起飞过程中从静止开始运动当位移达到 x5.3102 m 时，速度达到起飞速度 v60 m/s，在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重力的 0.02 倍求飞 机受到的平均牵引力(g 取 10 m/s2) 7如图所示，同一竖直平面内的光滑轨道，是由一斜直轨道和一段由细圆管弯成的圆形轨道连接 而成，斜直轨道的底端与圆形轨道相切。圆形轨道半径为 R（细圆管内径远小于 R） ，A 是圆形轨道 的最低点，B 是圆形轨道的最高点，O 是圆形轨道的圆心。现有一

8、质量为 m 的小球从斜直轨道上某 处由静止开始下滑，进入细圆管内做圆周运动。忽略机械能损失，重力加速度用 g 表示。试求： （1）若小球从距地面高 2R 处下滑，小球到达 A 点的速度大小； （2）若小球到达 B 点时速度大小为，小球下落的高度应是圆形轨道半径的多少倍； gR （3）若小球通过圆形轨道最高点 B 时，对管壁的压力大小为 0.5mg，小球下落的高度应是圆形轨 道半径 R 的多少倍。 2019-2020 学年高一物理同步题型学案（人教版新教材必修学年高一物理同步题型学案（人教版新教材必修 2） 8.3 动能和动能定理（第一课时）动能和动能定理（第一课时） 【学习目标学习目标】 1.

9、理解动能的内涵，能用动能定理分析解释生产生活中的相关现象，解决一些相关的实际问题 2.能利用动能定理解决动力学问题和变力做功问题 3.能通过理论推导得出动能定理的内容。 【知识要点知识要点】 一、动能一、动能 1.定义：物体由于运动而具有的能量叫做动能。 2.表达式： 2 k 2 1 vmE 3.单位：焦（J） 4.说明：（1）动能是标量，只有大小没有方向。 （2）动能只有正值，没有负值。 （3）动能是状态量，具有瞬时性。 （4）动能具有相对性。 二、动能定理二、动能定理 1.合力对物体所做的功等于物体动能的变化：WEk2Ek1Ek. 合力做正功，即 W 合，Ek2Ek1 ，动能增大 合力做负

10、功，即 W 合，Ek2Ek1 ，动能减小 2.动能定理的适用范围： 既适用于直线运动，也适用于曲线运动；既适用于恒力做功，也适用于变力做功；既适用于单个物 体，也适用于多个物体；既适用于一个过程，也适用于整个过程。 【题型分类题型分类】 题型一、对动能定理的理解题型一、对动能定理的理解 【例 1】关于动能的理解，下列说法错误的是() A凡是运动的物体都具有动能 B动能不变的物体，一定处于平衡状态 C重力势能可以为负值，动能不可以为负值 D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 【答案】B 【解析】 【详解】 A由动能的定义可知，凡是运动的物体都具有动能，故 A

11、正确； B物体做匀速圆周运动时，物体的动能不变，但是物体的合力提供向心力即合力不为零，物体处 于非平衡状态，故 B 错误； C重力势能可以有负值，其正负取决于所选择的零势能面；而动能没有负值，故 C 正确； D由于速度为矢量，当方向变化时，若其速度大小不变，则动能并不改变；而动能变化时，速度 大小一定变化；故 D 正确。 【同类练习同类练习】 1.下列关于运动物体的合力做功和动能、速度变化的关系，正确的是() A物体做变速运动，合外力一定不为零，动能一定变化 B若合外力对物体做功为零，则合外力一定为零 C物体的合外力做功，它的速度大小一定发生变化 D物体的动能不变，所受的合外力必定为零 答案C

12、 解析力是改变物体速度的原因，物体做变速运动时，合外力一定不为零，但合外力不为零时，做 功可能为零，动能可能不变，A、B 错误；物体合外力做功，它的动能一定变化，速度也一定变化， C 正确；物体的动能不变，所受合外力做功一定为零，但合外力不一定为零，D 错误 题型二、动能定理的简单应用题型二、动能定理的简单应用 【例 2】如图所示，质量为 2kg 的物体在长 4m 的斜面顶端由静止下滑，然后进入由圆弧与斜面连 接的水平面 由斜面滑至平面时无能量损失 ，物体滑到斜面底端时的速度为，若物体与水 () 4/m s 平面的动摩擦因数为，斜面倾角为 370，取求： 0.5 2 10/gm s （1）物体

13、在斜面上滑动时摩擦力做的功； （2）物体能在水平面上滑行的距离 【答案】 （1）32J；（2）1.6m； 【解析】 【详解】 （1）物体在斜面滑下的过程中，由动能定理得： mgsin37s1+WF=mv2-0 1 2 代入数据解得： WF =-32J （2）在水平面上，由动能定理得： -mgs2=0-mv2 1 2 代入数据解得： s2=1.6m； 【同类练习同类练习】 1.如图所示，小滑块从高为 h 的斜面上的 A 点，由静止开始滑下，经 B 点在水平面上滑到 C 点而 停止，现在要使小滑块由 C 点沿原路径回到 A 点时速度为 0，那么必须给小滑块以多大的初速度？ (设小滑块经过 B 点时

14、无能量损失) 【答案】2 gh 【解析】：由动能定理可知小滑块从 A 点开始下滑到 C 点静止的过程中有 W重W阻0，所以 W 阻W重mgh。 当小滑块沿原路径返回时，由动能定理得 W重W阻0 mv ， 1 22 C 所以 mv 2W重2mgh， 1 22 C 解得 vC2。 4ghgh 即要使小滑块从 C 点沿原路径返回到 A 点速度为 0，必须给小滑块以 2的初速度。 gh 【成果巩固训练成果巩固训练】 1韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员。他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助 滑区”保持同一姿态下滑了一段距离,重力对他做功 1 900 J,他克服阻力做功 100 J。韩晓鹏在

15、此过程 中() A.动能增加了 1 900 J B.动能增加了 2 000 J C.重力势能减小了 1 900 J D.重力势能减小了 2 000 J 答案C 解析 由重力做功等于重力势能的减少量来计算重力势能；由合外力做功等于动能的增加量来计算动能。 2.（多选）在平直公路上，汽车由静止开始做匀加速运动，当速度达到 vm后立即关闭发动机直到 停止，运动过程的 vt 图像如图所示，设汽车的牵引力为 F，所受摩擦力为 f，全过程中牵引力做 功 W1，克服摩擦力做功 W2，则() AFf14 BFf41 CW1W211 DW1W213 答案BC 解析对汽车全过程应用动能定理：W1W20，所以W1W

16、2；由题图可知牵引力与阻力作用距离之 比为 14，由Fx1fx20 知Ff41. 3质量为 2 kg 的物体做直线运动，沿此直线作用于物体的外力与位移的关系如图所示，若物体的 初速度为 3 m/s，则其末速度为( ) A5 m/sB m/s 23 C m/sD m/s 535 【答案】B 【解析】 【详解】 外力与位移图象与坐标轴围成的面积表示外力所做的功，由图可知： W=22+44-23=14J 根据动能定理得： 22 0 11 2 2 mvmvW 解得： 23m/sv A5 m/s，与结论不相符，选项 A 错误； B m/s，与结论相符，选项 B 正确； 23 Cm/s，与结论不相符，选项

17、 C 错误； 5 D m/s，与结论不相符，选项 D 错误； 35 4.如图所示，一物体以 6 J 的初动能从 A 点沿 AB 圆弧下滑，滑到 B 点时动能仍为 6 J，若物体以 8 J 的初动能从 A 点沿同一路线滑到 B 点，则物体到 B 点时的动能是() A小于 8 JB等于 8 J C大于 8 J D不能确定 【答案】A 【解析】：当物体以 6J 的初动能从 A 点沿 AB 圆弧下滑，滑到 B 点时动能仍为 6 J，根据动能定理 有：WGWf0，当以 8 J 的初动能从 A 点下滑时，由于物体沿圆弧下滑，指向圆心的合力提供向 心力，由于速度变大，圆弧轨道给物体的弹力变大，根据滑动摩擦力

18、大小的计算式：fFN，可得 物体受到的摩擦力增大，在从 A 到 B 的过程中，物体通过的圆弧长度不变，所以物体在从 A 到 B 的过程中，克服摩擦力做功增大，重力做功不变，所以到达 B 点时动能小于 8 J，故 A 正确，BCD 错误。 5质量为 m 的物体从高为 h 的斜面顶端静止下滑，最后停在平面上，若该物体以 v0的初速度从顶 端下滑，最后仍停在平面上，如图甲所示。图乙为物体两次在平面上运动的 vt 图，则物体在斜 面上运动过程中克服摩擦力的功为 A 2 0 1 3 2 mvmgh B 2 0 1 3 2 mghmv C 2 0 1 6 mvmgh D 2 0 1 6 mghmv 【答案

19、】D 【解析】 【详解】 若物体静止开始下滑，由动能定理得： 2 1 1 2 f mgh Wmv 若该物体以 v0的初速度从顶端下滑, 由动能定理得： 22 20 11 22 f mghWmvmv 由乙图可知，物体两次滑到平面的速度关系为; 21 2vv 由以上三式解得： 2 0 1 6 f Wmghmv A物体在斜面上运动过程中克服摩擦力的功为，A 选项错误。 2 0 1 6 f Wmghmv B物体在斜面上运动过程中克服摩擦力的功为，B 选项错误。 2 0 1 6 f Wmghmv C物体在斜面上运动过程中克服摩擦力的功为，C 选项错误。 2 0 1 6 f Wmghmv D物体在斜面上运

20、动过程中克服摩擦力的功为，D 选项正确。 2 0 1 6 f Wmghmv 6一架喷气式飞机，质量 m5.0103 kg，起飞过程中从静止开始运动当位移达到 x5.3102 m 时，速度达到起飞速度 v60 m/s，在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重力的 0.02 倍求飞 机受到的平均牵引力(g 取 10 m/s2) 答案1.8104 N 解析飞机的初动能Ek10，末动能Ek2mv2； 1 2 合力F做的功WFx. 根据动能定理，有： Fxmv20 1 2 合力F为平均牵引力F牵与平均阻力F阻之差，而阻力与重力的关系为F阻kmg(其中k0.02)， 所以FF牵kmg， 代入上式后解出F牵km

21、g mv2 2x 把数据代入后解得：F牵1.8104 N 所以飞机所受的平均牵引力是 1.8104 N. 7如图所示，同一竖直平面内的光滑轨道，是由一斜直轨道和一段由细圆管弯成的圆形轨道连接 而成，斜直轨道的底端与圆形轨道相切。圆形轨道半径为 R（细圆管内径远小于 R） ，A 是圆形轨道 的最低点，B 是圆形轨道的最高点，O 是圆形轨道的圆心。现有一质量为 m 的小球从斜直轨道上某 处由静止开始下滑，进入细圆管内做圆周运动。忽略机械能损失，重力加速度用 g 表示。试求： （1）若小球从距地面高 2R 处下滑，小球到达 A 点的速度大小； （2）若小球到达 B 点时速度大小为，小球下落的高度应是

22、圆形轨道半径的多少倍； gR （3）若小球通过圆形轨道最高点 B 时，对管壁的压力大小为 0.5mg，小球下落的高度应是圆形轨 道半径 R 的多少倍。 【答案】 （1）；（2）倍；（3）倍或倍。 4 A vgR 5 2 9 4 11 4 【解析】 【详解】 (1)小球从释放到 A 点的过程中根据动能定理有： 2 1 20 2 A mgRmv 计算得出：； 4 A vgR (2)小球从释放到 B 点过程运用动能定理得： 2 1 (2 )0 2 B mg hRmv 带入 B 点的速度计算得出：；即小球下落的高度应是圆形轨道半径的倍； 5 2 hR 5 2 (3)若对管壁的压力向下，根据牛顿第二定律有： 2 1B v mgNm R 0.5mgN 根据动能定理得： 2 11 1 02 2 B mg hRmv 联立各式得出：；即下落高度是圆形轨道半径 R 的倍； 1 9 4 R h 9 4 若对管壁的压力向上，根据牛顿第二定律得： 2 2B v Nmgm R 0.5Nmg 根据动能定理得： 2 22 1 20 2 B mg hRmv 联立各式得出：，即下落高度是圆形轨道半径 R 的倍。 2 11 4 hR 11 4 答：(1)小球到达 A 点的速度为； 4gR (2)小球下落的高度应是圆形轨道半径的倍； 5 2 (3)小球下落的高度应是圆形轨道半径 R 的倍或倍。 9 4 11 4