1、必修二必修二第五第五章章机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律第第2 2讲讲 动能和动能定理及其应用动能和动能定理及其应用 1.动能动能命题热点命题热点5动能定理的应用动能定理的应用聚焦聚焦一个一个热点热点抓住抓住两个两个考点考点备选视频展台备选视频展台 2.动能定理动能定理 状元微博状元微博 1.动能定理的简单应用动能定理的简单应用 2.动能定理在多过程中的应用动能定理在多过程中的应用 3.用动能定理求变力的功用动能定理求变力的功突破突破三个三个考向考向 随堂随堂基础演练基础演练第第2讲讲动能动能和动能定理和动能定理及其应用及其应用显示显示/隐藏隐藏 第五第五章章 机械能及其守恒定律机械能及其
2、守恒定律 备选多媒体展台备选多媒体展台 1.平均功率和瞬时功率平均功率和瞬时功率 2.汽车发动机的功率汽车发动机的功率 3.探究功与物体速度变化关系的方法探究功与物体速度变化关系的方法 4.重力做功的特点重力做功的特点 5.重力势能重力势能 6.重力做功与重力势能的关系重力做功与重力势能的关系 01抓住两个考点抓住两个考点【思维驱动思维驱动】关于动能，下列说法中正确的是关于动能，下列说法中正确的是()A动能是普遍存在的机械能中的一种基本形式，凡是运动的动能是普遍存在的机械能中的一种基本形式，凡是运动的物体都有动能物体都有动能B公式公式Ekmv2/2中，速度中，速度v是物体相对于地面的速度，且动
3、是物体相对于地面的速度，且动能总是正值能总是正值C一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化，但速度变一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化，但速度变化时，动能不一定变化化时，动能不一定变化D动能不变的物体，一定处于平衡状态动能不变的物体，一定处于平衡状态 考纲点击考纲点击 1.1.动能动能解析解析动能是物体由于运动而具有的能量，所以运动的物体都动能是物体由于运动而具有的能量，所以运动的物体都有动能，有动能，A正确正确.Ek=mv2/2中的速度中的速度v与参考系的选取有关，但与参考系的选取有关，但参考系不一定是地面，参考系不一定是地面，B错误错误.速度是矢量，当其只有方向发生速度是矢量，当其只
4、有方向发生变化时，动能不变化，此时物化并不处于平衡状态，故变化时，动能不变化，此时物化并不处于平衡状态，故C正确，正确，D错误错误.答案答案AC 01抓住两个考点抓住两个考点【知识存盘知识存盘】(1)定义：物体由于定义：物体由于_而具有的能叫动能而具有的能叫动能(2)公式：公式：Ek_.(3)单位：单位：_，1 J1 Nm1 kgm2/s2.(4)矢标性：动能是矢标性：动能是_，只有正值，只有正值(5)状态量：动能是状态量：动能是_，因为，因为v是瞬时速度是瞬时速度.焦耳焦耳运动运动标量标量状态量状态量mv2/2【思维驱动思维驱动】01抓住两个考点抓住两个考点两辆汽车在同一平直路面上行驶，它们
5、的质量之比两辆汽车在同一平直路面上行驶，它们的质量之比m1 m21 2，速度之比，速度之比v1 v22 1.当两车急刹车后，甲车滑行的最当两车急刹车后，甲车滑行的最大距离为大距离为l1，乙车滑行的最大距离为，乙车滑行的最大距离为l2，设两车与路面间的动摩，设两车与路面间的动摩擦因数相等，不计空气阻力，则擦因数相等，不计空气阻力，则()Al1 l21 2 Bl1 l21 1Cl1 l22 1 Dl1 l24 1考纲点击考纲点击 2.2.动能定理动能定理 01抓住两个考点抓住两个考点1内容：在一个过程中合外力对物体所做的功，等于物内容：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体在这个
6、过程中_2表达式：表达式：W_.3物理意义：物理意义：_的功是物体动能变化的量度的功是物体动能变化的量度4适用条件适用条件(1)动能定理既适用于直线运动，也适用于动能定理既适用于直线运动，也适用于_(2)既适用于恒力做功，也适用于既适用于恒力做功，也适用于_(3)力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以_ 动能的变化动能的变化合外力合外力【知识存盘知识存盘】思考：思考：动能定理的表达动能定理的表达式为标量式式为标量式.（）曲线运动曲线运动变力做功变力做功不同时作用不同时作用mv22/2mv12/2 01抓住两个考点抓住两个考点状元微博状元微博02
7、突破三个考向突破三个考向考向一考向一 动能定理的简单应用动能定理的简单应用 审题导析审题导析已知物体已知物体(电梯电梯)受力情况、初末速度及位移受力情况、初末速度及位移,可首先考虑用动能定理可首先考虑用动能定理解题解题.研究对象可采用隔离方法或者用整体方法确定研究对象可采用隔离方法或者用整体方法确定.mmHvM02突破三个考向突破三个考向02突破三个考向突破三个考向对动能定理的理解对动能定理的理解1动能定理叙述中所说的动能定理叙述中所说的“外力外力”，既可以是重力、弹力、，既可以是重力、弹力、摩擦力，也可以是电场力、磁场力或其他力摩擦力，也可以是电场力、磁场力或其他力 2利用动能定利用动能定理
8、可以讨论合力做功或某一个力做功的情况理可以讨论合力做功或某一个力做功的情况动能定理公式中动能定理公式中“”的意义的意义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，求合力的功，进而代换关系可以通过计算物体动能的变化，求合力的功，进而求得某一力的功求得某一力的功2单位相同：国际单位都是焦耳单位相同：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因果关系：合外力的功是引起物体动能变化的原因【借题发挥借题发挥】02突破三个考向突破三个考向02突破三个考向突破三个考向【典例典例2】如图所示，竖直
9、面内有一粗糙斜面如图所示，竖直面内有一粗糙斜面AB，BCD部分是部分是一个光滑的圆弧面，一个光滑的圆弧面，C为圆弧的最低点，为圆弧的最低点，AB正好是圆弧在正好是圆弧在B点的点的切线，圆心切线，圆心O与与A、D点在同一高度，点在同一高度，OAB37，圆弧面的，圆弧面的半径半径R3.6 m，一滑块质量，一滑块质量m5 kg，与，与AB斜面间的动摩擦因斜面间的动摩擦因数数0.45，将滑块由，将滑块由A点静止释放求在以后的运动中：点静止释放求在以后的运动中：(sin 370.6，cos 370.8，g取取10 m/s2)(1)滑块在滑块在AB段上运动的总路程；段上运动的总路程；(2)在滑块运动过程中
10、，在滑块运动过程中，C点受到点受到的压力的最大值和最小值的压力的最大值和最小值 考向二考向二 动能定理在多过程中的应用动能定理在多过程中的应用 审题导析审题导析1.说明滑块在整个运动过程中只说明滑块在整个运动过程中只在在AB区域存在摩擦力作用，最终区域存在摩擦力作用，最终滑块以滑块以B点为最高点在光滑的圆弧点为最高点在光滑的圆弧面往复运动面往复运动.2.滑块第一次过滑块第一次过C点时，速度最大点时，速度最大，压力也最大；以压力也最大；以B为最高点做往复为最高点做往复运动的过程中，过运动的过程中，过C点时速度最点时速度最小，压力也最小小，压力也最小.02突破三个考向突破三个考向02突破三个考向突
11、破三个考向【借题发挥借题发挥】应用动能定理的技巧应用动能定理的技巧1动能定理虽然是在恒力作用、直线运动中推导出来的，动能定理虽然是在恒力作用、直线运动中推导出来的，但也适用于变力作用、曲线运动的情况但也适用于变力作用、曲线运动的情况2动能定理是标量式，不涉及方向问题在不涉及加速动能定理是标量式，不涉及方向问题在不涉及加速度和时间的问题时，可优先考虑动能定理度和时间的问题时，可优先考虑动能定理3对于求解多个过程的问题可全过程考虑，从而避开考对于求解多个过程的问题可全过程考虑，从而避开考虑每个运动过程的具体细节，具有过程简明、运算量小等虑每个运动过程的具体细节，具有过程简明、运算量小等优点优点02
12、突破三个考向突破三个考向应用动能定理的解题步骤应用动能定理的解题步骤确定研确定研究对象究对象和研究和研究过程过程几个力？几个力？恒力还是恒力还是变力？变力？运动性质运动性质及特点及特点运动分析运动分析受力分析受力分析是否做功是否做功?正功正功还是负功还是负功?明确初、明确初、末动能末动能做功做功 情况情况动能动能 分析分析动能动能 定理定理分阶段分阶段或或全过程全过程列方程列方程解方程解方程讨论讨论结果结果02突破三个考向突破三个考向【变式跟踪变式跟踪2】如左图所示，长为如左图所示，长为4 m的水平轨道的水平轨道AB与半径为与半径为R0.6 m的竖直半圆弧轨道的竖直半圆弧轨道BC在在B处相连接
13、，有一质量为处相连接，有一质量为1 kg的滑块的滑块(大小不计大小不计)，从，从A处由静止开始受水平向右的力处由静止开始受水平向右的力F作用，作用，F的大小随的大小随位移变化的关系如图右所示，滑块与位移变化的关系如图右所示，滑块与AB间的动摩擦因数为间的动摩擦因数为0.25，与，与BC间的动摩擦因数未知，取间的动摩擦因数未知，取g10 m/s2.求：求：(1)滑块到达滑块到达B处时的速度大小；处时的速度大小；(2)滑块在水平轨道滑块在水平轨道AB上运动前上运动前2 m过程所用的时间；过程所用的时间；(3)若到达若到达B点时撤去力点时撤去力F，滑块沿半圆弧轨道内侧上滑，并恰好能，滑块沿半圆弧轨道
14、内侧上滑，并恰好能到达最高点到达最高点C，则滑块在半圆弧轨道上克服摩擦力所做的功是多，则滑块在半圆弧轨道上克服摩擦力所做的功是多少？少？2mFB4m本条件隐含了滑块到本条件隐含了滑块到达最高点的速度大小达最高点的速度大小.02突破三个考向突破三个考向02突破三个考向突破三个考向考向三考向三 用动能定理求变力的功用动能定理求变力的功【典例典例3】如图甲所示，一质量为如图甲所示，一质量为m1 kg的物块静止在粗糙水平面上的的物块静止在粗糙水平面上的A点，点，从从t0时刻开始物块受到如图乙所示规时刻开始物块受到如图乙所示规律变化的水平力律变化的水平力F的作用并向右运动，的作用并向右运动，第第3 s末
15、物块运动到末物块运动到B点时速度刚好为点时速度刚好为0，第第5 s末物块刚好回到末物块刚好回到A点，已知物块与点，已知物块与粗糙水平面间的动摩擦因数粗糙水平面间的动摩擦因数0.2，(g10 m/s2)求：求：(1)A与与B间的距离间的距离(2)水平力水平力F在前在前5 s内对物块做的功内对物块做的功 审题导析审题导析1.A、B间的距离与物块在后间的距离与物块在后2 s内位移的大小相等，可用后内位移的大小相等，可用后2s运动规律求运动规律求间距间距.2.前前3s物块受变力作用物块受变力作用.变力做功，常运用动能定理解答变力做功，常运用动能定理解答.02突破三个考向突破三个考向应用动能定理求变力做
16、功时应注意的问题应用动能定理求变力做功时应注意的问题1所求的变力的功不一定为总功，故所求的变力的功所求的变力的功不一定为总功，故所求的变力的功不一定等于不一定等于Ek.2合外力对物体所做的功对应物体动能的变化，而不合外力对物体所做的功对应物体动能的变化，而不是对应物体的动能是对应物体的动能3若有多个力做功时，必须明确各力做功的正负，待若有多个力做功时，必须明确各力做功的正负，待求的变力的功若为负功，可以设克服该力做功为求的变力的功若为负功，可以设克服该力做功为W，则表达式中应用则表达式中应用W；也可以设变力的功为；也可以设变力的功为W，则字，则字母母W本身含有负号本身含有负号 02突破三个考向
17、突破三个考向【借题发挥借题发挥】02突破三个考向突破三个考向【变式跟踪变式跟踪3】如图所示，质量为如图所示，质量为m的物块与转台之间的最大静摩擦力的物块与转台之间的最大静摩擦力为物块重力的为物块重力的k倍，物块与转轴倍，物块与转轴OO相距相距R，物块随转台由静止开始转，物块随转台由静止开始转动，转速缓慢增大，当转速增加到动，转速缓慢增大，当转速增加到一定值时，物块即将在转台上滑动，一定值时，物块即将在转台上滑动，在物块由静止到滑动前的这一过程在物块由静止到滑动前的这一过程中，转台的摩擦力对物块做的功最中，转台的摩擦力对物块做的功最接近接近()A0 B2kmgRC2kmgR D kmgR/2提示
18、提示物块即将在转台上滑动时所受摩擦力为最大物块即将在转台上滑动时所受摩擦力为最大静摩擦力，且充当物块做圆周运动的向心力静摩擦力，且充当物块做圆周运动的向心力.02突破三个考向突破三个考向命题专家评述命题专家评述1考情分析：考情分析：2012年高考，在全国各地试卷中，对动能定理的年高考，在全国各地试卷中，对动能定理的考查有考查有5处，属于高频考点处，属于高频考点 2高考题型：高考题型：既有选择题也有计算题既有选择题也有计算题3命题趋势：命题趋势：2014年高考将既有对动能定理单独考查，也可能年高考将既有对动能定理单独考查，也可能有与曲线运动、电磁学等内容相结合的综合考查，对单独考有与曲线运动、电
19、磁学等内容相结合的综合考查，对单独考查的题目多为选择题，动能定理与其他知识的综合，与生产、查的题目多为选择题，动能定理与其他知识的综合，与生产、生活实际和现代科技相结合进行命题多为计算题，难度较生活实际和现代科技相结合进行命题多为计算题，难度较大大03聚焦一个热点聚焦一个热点命题热点命题热点5 5 动能定理的应用动能定理的应用 阅卷老师叮咛阅卷老师叮咛03聚焦一个热点聚焦一个热点易失分点易失分点(1)动能定理中的功是合力做的功，动能定理中的功是合力做的功，易误将某个力的功当作合力的易误将某个力的功当作合力的功或者将研究对象对外做的功功或者将研究对象对外做的功也算入总功之中；也算入总功之中；(2
20、)不明确各力做正、负功的情况不明确各力做正、负功的情况.(3)易错误地将动能定理当成矢量易错误地将动能定理当成矢量式，列分方向的动能定理；式，列分方向的动能定理；(4)利用动能定理解决多过程问题利用动能定理解决多过程问题时，常常使合力做功对应的过时，常常使合力做功对应的过程和初末动能对应的过程不统程和初末动能对应的过程不统一造成错误一造成错误应对措施应对措施(1)若过程包含了几个运若过程包含了几个运动性质不同的分过程，动性质不同的分过程，既可分段考虑，也可既可分段考虑，也可整个过程考虑但求整个过程考虑但求功时，有些力不是全功时，有些力不是全过程作用的，必须根过程作用的，必须根据不同的情况分别求
21、据不同的情况分别求功，然后再求出总功，然后再求出总功功(2)运用动能定理时，必运用动能定理时，必须明确各力做功的正、须明确各力做功的正、负负【典例】【典例】(2012江苏单科，江苏单科，14)某缓冲装置的理想模型如图所示，劲度某缓冲装置的理想模型如图所示，劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连，轻杆可在固定的槽内移动，与槽系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连，轻杆可在固定的槽内移动，与槽间的滑动摩擦力恒为间的滑动摩擦力恒为f.轻杆向右移动不超过轻杆向右移动不超过l时，装置可安全工作一时，装置可安全工作一质量为质量为m的小车若以速度的小车若以速度v0撞击弹簧，将导致轻杆向右移动撞击弹簧，将导致轻杆向右移动
22、l/4轻杆轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且不计小车与地面的摩擦与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且不计小车与地面的摩擦(1)若弹簧的劲度系数为若弹簧的劲度系数为k，求轻杆开始移动时，弹簧的压缩量，求轻杆开始移动时，弹簧的压缩量x；(2)求为使装置安全工作，允许该小车撞击的最大速度求为使装置安全工作，允许该小车撞击的最大速度vm；(3)讨论在装置安全工作时，该小车弹回速度讨论在装置安全工作时，该小车弹回速度v和撞击速度和撞击速度v的关系的关系 03聚焦一个热点聚焦一个热点审题导析审题导析1.此时弹簧弹力等于滑动摩擦力此时弹簧弹力等于滑动摩擦力.2.对比两次撞击过程，小车的受力、运动、
23、做功有哪些相同之对比两次撞击过程，小车的受力、运动、做功有哪些相同之处，哪些不同之处，遵从什么规律？处，哪些不同之处，遵从什么规律？高高考考佐佐证证 03聚焦一个热点聚焦一个热点03聚焦一个热点聚焦一个热点【预测预测】运动员驾驶摩托车所做的腾跃特技表演是一种刺激性很运动员驾驶摩托车所做的腾跃特技表演是一种刺激性很强的运动项目如图所示，强的运动项目如图所示，AB是水平路面，是水平路面，BC是半径为是半径为20 m的的圆弧，圆弧，CDE是一段曲面运动员驾驶功率始终为是一段曲面运动员驾驶功率始终为9 kW的摩托车，的摩托车，先在先在AB段加速，经过段加速，经过4.3 s到到B点时达到最大速度点时达到
24、最大速度20 m/s，再经，再经3 s的时间通过坡面到达的时间通过坡面到达E点时关闭发动机水平飞出已知人的质量点时关闭发动机水平飞出已知人的质量为为60 kg、摩托车的质量为、摩托车的质量为120 kg，坡顶高度，坡顶高度h5 m，落地点与，落地点与E点的水平距离点的水平距离x16 m，重力加速度，重力加速度g10 m/s2.设摩托车在设摩托车在AB段段所受的阻力恒定，运动员及摩托车可看做质点求：所受的阻力恒定，运动员及摩托车可看做质点求：(1)AB段的位移大小段的位移大小(2)摩托车过摩托车过B点时对运动员支持力的大小点时对运动员支持力的大小(3)摩托车在冲上坡顶的过程中克服阻力做的功摩托车在冲上坡顶的过程中克服阻力做的功.03聚焦一个热点聚焦一个热点04随堂基础演练随堂基础演练随堂基础演练随堂基础演练 答案及解析答案及解析题号题号12345点击点击右蓝框右蓝框出现出现答案及解析答案及解析 B B A A D D 见解析见解析 见解析见解析
