1、走向高考 物理路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 高考总复习走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能机械能 第五章第一部分 同步复习讲练 走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能第2讲 动能 动能定理第五章 走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能考 点 体 验 题 型 突 破 学科特色素养 课 时 作 业 2341走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能考 点 体 验走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能基础自测1(2013惠州市第一中学测试)一个运动物体的速度是v时，其动能为Ek，当这个物体的速度
2、增加到3v时，其动能比原来的动能增加量(简称“增量”)为()A3Ek B6EkC8Ek D9Ek答案 C动能解析 由 Ek12mv2，知 Ekv2，速度变为原来的 3 倍时，动能变为原来的 9 倍，即动能增量为 8Ek，故 C 正确。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能考点梳理1概念：一个物体能够对外界做功，我们就说物体具有能量。能量可以有不同的形式，物体由于运动而具有的能叫_。2表达式：_动能Ek12mv2走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能归纳领悟可以从以下几个方面理解动能的概念(1)动能是标量，动能的取值可以为正值或零，但不会为负值。(2)动能
3、是状态量，描述的是物体在某一时刻的运动状态，一定质量的物体在运动状态(瞬时速度)确定时，Ek有唯一确定的值，速度变化时，动能不一定变化，但动能变化时，速度一定变化。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能(3)动能具有相对性。由于瞬时速度与参考系有关，所以Ek也与参考系有关，在一般情况下，如无特殊说明，则认为取大地为参考系。(4)物体的动能不会发生突变，它的改变需要一个过程，这个过程就是外力对物体做功的过程或物体对外做功的过程。(5)具有动能的物体克服阻力做功，物体的质量越大，运动速度越大，它的动能也就越大，能克服阻力对外做功越多。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分
4、第五章 机械能注意 动能具有相对性。由于速度 v 是一个与参照系的选取有关的物理量，因此根据动能的表达式 Ek12mv2 可知，动能也是一个与参照系的选取有关的物理量。也就是说，同一个运动物体，对于不同的参照系其动能一般是不相等的。所以说，同一个运动物体，对于不同的参照系其动能一般是不相等的，所以说，动能是相对于参照系的物理量。在通常情况下，都是以地面为参照系来计算运动物体的动能的。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能那么，相对于地球静止的物体是否一定没有动能呢？如果选取地球为参照系，物体的速度为零，当然也就没有动能；如果选取太阳为参照系，则物体在随地球自转而做圆周运动的
5、同时，还绕太阳公转，其动能不为零。因为速度是对地面的瞬时速度，因此动能是描述物体运动状态的物理量。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能基础自测2(2014佛山质量检测)用一水平拉力使质量为m的物体从静止开始沿水平面运动，物体的vt图象如图所示。若t22t1，则下列表述正确的是()动能定理走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能答案 BC解析 本题中物体一直做直线运动，A项错；0t1时间内，速度时间图象的切线斜率表示加速度，由牛顿第二定律可知，物体所受合外力不断减小，B项正确；由速度时间图象与时间轴所围面积表示位移可知，C项正确；t1t2时间内物体速度不变
6、，由动能定理可知，合外力做的功为零，D项错。A在 0t1 时间内物体做曲线运动B在 0t1 时间内物体受到的合外力逐渐变小C物体在 0t1 时间内的位移小于 t1t2 时间内的位移D在 t1t2 时间内合外力对物体做的功为12mv20走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能考点梳理概念：动能定理是表述了合外力做功和动能的变化之间的关系，合外力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的_。(1)对单个物体，动能定理可表述为：合外力做的功等于物体动能的变化(这里的合外力指物体受到的所有外力的合力，包括重力)。表达式为：_或WEk。变化(增量)WEk2Ek1走向高考 高
7、考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能(2)对于多过程、多外力的物体系统，动能定理也可以表述为：所有外力对物体做的_等于物体动能的变化。实际应用时，后一种表述更好操作。因为它不必求合力，特别是在全过程的各个阶段受力有变化的情况下，只要把各个力在各个阶段所做的功都按照_，就可以得到总功。总功代数和加起来走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能归纳领悟对动能定理的理解(1)动能定理是把过程量(做功)和状态量(动能)联系在一起的物理规律。所以，无论求合外力做的功还是求物体动能的变化，就都有了两个可供选择的途径。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能(2)
8、对外力对物体做的总功的理解：有的力促进物体运动，而有的力则阻碍物体运动，因此它们做的功就有正、负之分，总功指的是各外力做功的代数和；对于单一物体的单一物理过程，又因为W合W1W2F合l。所以总功也可理解为合外力的功。即：如果物体受到多个共点力作用，则：W合F合l；如果发生在多个物理过程中，不同过程中作用力的个数不相同，则：W合W1W2Wx。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能(3)对该定理标量性的认识：因动能定理中各项均为标量，因此单纯速度方向的改变不影响动能的大小。如用细绳拉着一物体在光滑桌面上以绳头为圆心做匀速圆周运动的过程中，合外力方向指向圆心，与位移方向始终保持垂
9、直，所以合外力做功为零，动能变化亦为零，其并不因速度方向的改变而改变。(4)对状态与过程关系的理解：功是伴随一个物理过程而产生的，是过程量；而动能是状态量。动能定理表示了过程量等于状态量的改变量的关系。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能注意 1.动能定理中所说的外力，既可以是重力、弹力、摩擦力，也可以是任何其他的力，动能定理中的W是指所有作用在物体上的外力的合力的功。2动能定理的表达式是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下得出的，但对于外力是变力，物体做曲线运动的情况同样适用。也就是说，动能定理适用于任何力作用下，以任何形式运动的物体为研究对象，具有普遍性。走向高考 高
10、考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能基础自测3如图所示，用竖直向下的恒力F通过跨过光滑定滑轮的细线拉动处在光滑水平面上的物体，物体沿水平面移动的过程中经过A、B、C三点，设ABBC，物体经过A、B、C三点时的动能分别为EkA、EkB、EkC，则它们之间的关系一定是()用动能定理求变力的功走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能AEkBEkAEkCEkB BEkBEkAEkCEkB DEkCL2 L3，故W1W2，再由动能定理可判断正确选项。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能考点梳理在某些问题中，由于F的大小或方向变化，不能直接用_求解力的功，
11、可运用动能定理求解，求出物体_变化和其它_的功，即可由EkW1W2Wn求得其中变力的功。WFlcos动能恒力走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能归纳领悟用动能定理求解变力功的注意要点：(1)分析物体受力情况，确定哪些力是恒力，哪些力是变力。(2)找出其中恒力的功及变力的功。(3)运用动能定理求解。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能基础自测4.如图所示，一块长木板B放在光滑的水平面上，再在B上放一物体A，现以恒定的外力拉B，A、B发生相对滑动，向前移动了一段距离。在此过程中()动能定理在物体系统中的应用走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五
12、章 机械能AB对A的摩擦力所做的功等于A的动能增加量BA对B的摩擦力所做的功等于B对A的摩擦力所做的功C外力F做的功等于A和B动能的增加量D外力F对B做的功等于B的动能的增加量与B克服摩擦力所做的功之和答案 AD走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能解析 B对A的摩擦力所做的功，即A所受外力的总功，由动能定理知A对。A与B间的摩擦力尽管相等，但它们的位移不同，所以摩擦力做的功不同，B错。外力F做的功等于A、B动能的增量与A、B间产生的热量之和，C错。对B由动能定理得WFWFfEk，故D对。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能考点梳理物体间的一对相互作用
13、力的功可以是_，也可以是_，还可以是_。因此几个物体组成的物体系统所受的合外力的功不一定等于系统动能的_。正值负值零变化量走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能归纳领悟用动能定理解决问题时，所选取的研究对象可以是单个物体，也可以是多个物体组成的系统，当选取物体系统作为研究对象时，应注意以下几点：(1)当物体系统内的相互作用是杆、绳间的作用力，或是静摩擦力，或是刚性物体间相互挤压而产生的力，这两个作用力与反作用力的功等于零，这时列动能定理方程时可只考虑物体系统所受的合外力的功即可。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能(2)当物体系统内的相互作用是弹簧、橡
14、皮条的作用力，或是滑动摩擦力，两个作用力与反作用力的功不等于零，这时列动能定理方程时不但要考虑物体系统所受的合外力的功，还要考虑物体间的相互作用力的功。(3)物体系统内各个物体的速度不一定相同，列式时要分别表达不同物体的动能。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能基础自测5(2014皖南八校联考)如图，一质量为m的小石块从半径为R的四分之一圆弧轨道上与圆心等高处A静止释放，经时间t下滑到轨道最低点B时对轨道的压力为2mg，此后水平飞出恰好垂直击中倾角为30的斜面，空气阻力不计。则下列关于石块运动的说法中，正确的是()动能定理分析复杂过程问题走向高考 高考总复习 人教版 物理
15、第一部分 第五章 机械能A从 A 到 B 平均速度为R2tB石块在圆弧轨道上运动时先超重后失重C石块在圆弧轨道上运动时克服阻力做的功为mgR4D石块从圆弧轨道飞出到击中斜面的时间为3Rg答案 D走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能解析 石块从 A 到 B，位移为 2R，平均速度为 2R/t，A 选项错误；石块在圆弧轨道上运动时，竖直速度先从零开始增加，然后减速为零，因此石块在竖直方向上先失重，后超重，B 选项错误；石块在圆弧轨道上运动，在最低点有 FNmgmv2/R，FN2mg，求得 v gR，由动能定理得 mgRWfmv2/2，解得 WfmgR/2，C 选项错误；石块垂
16、直击中斜面，将末速度分解，得 vyvcot30，vyat，解得 t3Rg，D 选项正确。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能考点梳理物体在某个运动过程中包含有几个运动性质不同的小过程(如加速、减速的过程)，此时可以_考虑，也可对_考虑，对整个过程列式则可使问题简化。分段全程走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能归纳领悟多过程求解问题的策略：(1)分析物体运动，确定物体运动过程中不同阶段的受力情况，分析各个力的功。(2)分析物体各个过程中的初末速度，在不同阶段运用动能定理求解，此为分段法，这种方法解题时需分清物体各阶段的运动情况，列式较多。(3)如果能够
17、得到物体全过程初末动能的变化及全过程中各力的功，用全过程列一个方程即可，此方法较简洁。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能题 型 突 破走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能命题规律 根据动能定理判断机械能、动能、势能及其他形式的能之间的相互转化情况。用动能定理判断能量间的转化关系走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能(2014哈尔滨师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学联考)如图所示，质量为m的滑块在水平面上以速率v撞上劲度系数为k的轻质弹簧，当滑块将弹簧压缩了x0时速度减小到零，然后弹簧又将滑块向右推开。已知滑块与水平面间的动摩
18、擦因数为，整个过程弹簧未超过弹性限度且二者未拴接，则下列判断正确的是()走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能A滑块向右运动过程中，滑块机械能先增大后减小B滑块与弹簧接触过程中，滑块的机械能先减小后增大C滑块与弹簧接触过程中，滑块与弹簧组成的系统机械能一直减小D滑块最终停在距离弹簧右端 v22g2x0 处解析 滑块向右运动至弹簧弹力与摩擦力平衡时，滑块的动能最大，机械能最大，因而滑块的机械能先增大再减小，选项A正确；走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能滑块与弹簧接触过程中，滑块向左运动时，滑块的动能逐渐减小为零，滑块向右运动时，滑块的动能先增大后减小，
19、因而滑块的机械能先减小再增大最后减小，选项 B 错误；对于滑块与弹簧，在整个过程中，滑动摩擦力做负功，因而滑块和弹簧的机械能一直减小，选项 C 正确；设滑块最终停止的位置距离弹簧右端的距离为 x，根据动能定理有mg(x2x0)012mv2，解得 x v22g2x0，选项 D 正确。答案 ACD走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能(2014北京东城区期末)质量为 m 的物体由静止开始下落，由于空气阻力影响，物体下落的加速度为45g，在物体下落高度为 h 的过程中，下列说法正确的是()A物体的动能增加了45mghB物体的机械能减少了45mghC物体克服阻力所做的功为45mgh
20、D物体的重力势能减少了45mgh答案 A走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能解析 由牛顿第二定律有 mgfma，由 a45g 得 f15mg，利用动能定理有 WFh45mghEk，选项 A 正确；判断机械能的变化要看除重力外其他力的做功情况，fh15mghE，说明阻力做负功，机械能减少15mgh，选项 A 错误；物体克服阻力做功应为15mgh，选项 C 错误；高度下降了 h，则重力势能减少了 mgh，选项 D 错误。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能命题规律 物体运动过程较多时利用动能定理分析计算物体受力、位移、速度或某力做功等。动能定理在多阶段过
21、程中的应用走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能(2014福建理综)如图为游乐场内水上滑梯轨道示意图，整个轨道在同一竖直平面内，表面粗糙的AB段轨道与四分之一光滑圆弧轨道BC在B点水平相切点A距水面的高度为H，圆弧轨道BC的半径为R，圆心O恰在水面一质量为m的游客(视为质点)可从轨道AB的任意位置滑下，不计空气阻力走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能(1)若游客从 A 点由静止开始滑下，到 B 点时沿切线方向滑离轨道落在水面 D 点，OD2R，求游客滑到 B 点时的速度vB 大小及运动过程轨道摩擦力对其所做的功 Wf；(2)若游客从 AB 段某处滑下，
22、恰好停在 B 点，又因受到微小扰动，继续沿圆弧轨道滑到 P 点后滑离轨道，求 P 点离水面的高度 h。(提示：在圆周运动过程中任一点，质点所受的向心力与其速率的关系为 F 向mv2R)走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能解析(1)游客从 B 点做平抛运动，有2RvBt R12gt2 由式得vB 2gR 从 A 到 B，根据动能定理，有mg(HR)Wf12mv2B0 由式得Wf(mgH2mgR)走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能(2)设 OP 与 OB 间夹角为，游客在 P 点时的速度为 vB，受到的支持力为 N，从 B 到 P 由机械能守恒定律，有
23、mg(RRcos)12mv2P0 过 P 点时，根据向心力公式，有mgcosNmv2PR N0 coshR 由式解得h23R 答案(1)2gR(mgH2mgR)(2)23R走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能(2014山东泰安一模)如图甲所示，固定在水平地面上的工件，由AB和BD两部分组成，其中AB部分为光滑的圆弧，AOB37，圆弧的半径R0.5m；BD部分水平，长度为0.2m，C为BD的中点。现有一质量m1kg，可视为质点的物块 从A端由 静 止 释 放，恰 好 能 运 动 到 D点。(g取 10m/s2，sin370.6，cos370.8)求：走向高考 高考总复习 人
24、教版 物理第一部分 第五章 机械能(1)物块运动到B点时，对工件的压力大小；(2)为使物块恰好运动到C点静止，可以在物块运动到B点后，对它施加一竖直向下的恒力F，F应为多大？(3)为使物块运动到C点时速度为零，也可先将BD部分以B为轴向上转动一锐角，如图乙所示，应为多大？(假设物块经过B点时没有能量损失)答案(1)14N(2)10N(3)37走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能解析(1)物块在 AB 部分下滑过程，由动能定理mgR(1cos37)12mv2在 B 点，由牛顿第二定律得 FNmgmv2R解得 FN14N由牛顿第二定律得 F 压FN14N。解得 F10N。走向
25、高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能(2)物块在从 A 运动到 D 的过程中，由动能定理mgR(1cos37)mgLBD0在从 A 运动到 C 的过程中，由动能定理mgR(1cos37)(mgF)LBC0LBD2LBC(3)物块在从 A 经 B 运动到 C 的过程中，由动能定理mgR(1cos37)mgLBCsinmgLBCcos0代入数据得 1sin12cos解得 37走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能命题规律 物体在变力的作用下运动，求物体在运动过程中的瞬时速度或力对物体所做的功。用动能定理求变力做功走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五
26、章 机械能如图甲所示，一质量为m1kg的物块静止在粗糙水平面上的A点，从t0时刻开始，物块在受按如图乙所示规律变化的水平力F作用下向右运动，第3s末物块运动到B点时速度刚好为0，第5s末物块刚好回到A点，已知物块与粗糙水平面之间的动摩擦因数0.2(g取10m/s2)。求：走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能(1)AB间的距离；(2)水平力F在5s时间内对物块所做的功。解析(1)在 3s5s 内物块在水平恒力 F 作用下由 B 点匀加速直线运动到 A 点，设加速度为 a，AB 间的距离为 s，则FmgmaaFmgm40.21101m/s22m/s2s12at24m走向高考
27、高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能答案(1)4m(2)24J(2)设整个过程中 F 做的功为 WF，物块回到 A 点时的速度为 vA，由动能定理得：WF2mgs12mv2Av2A2asWF2mgsmas24J。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能如图所示，一位质量m65kg参加“挑战极限运动”的业余选手要越过一宽度为x3m的水沟，跃上高为h1.8m的平台，采用的方法是：人手握一根长L3.05m的轻质弹性杆一端。从A点由静止开始匀加速助跑，至B点时，杆另一端抵在O点的阻挡物上，接着杆发生形变。同时人蹬地后被弹起，到达最高点时杆处于竖直状态，人的重心恰位于杆的顶
28、端，此刻人放开杆水平飞出，最终趴落在平台上，运动过程中空气阻力可忽略不计。(g取10m/s2)走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能(1)设人到达B点时速度vB8m/s，人匀加速运动的加速度a2m/s2，求助跑距离xAB。(2)设人跑动过程中重心离地高度H1.0m，在(1)、(2)问的条件下，在B点人蹬地弹起瞬间，人至少再做多少功？答案(1)16m(2)422.5J走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能解析(1)xABv2B2a16m(2)hLh1.25mh12gt2t2hg 0.5svxt 30.5m/s6m/sWmg(LH)12mv212mv2B所以
29、 W422.5J。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能学科特色素养走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能17动能定理与图象结合的问题命题规律 考查识别图象，从而找出解题的信息及数据，达到解题的目的。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能(2014山东泰安一模)一质量为2kg的物体，在水平恒定拉力的作用下以某一速度在粗糙的水平面上做匀速直线运动，当运动一段时间后，拉力逐渐减小，且当拉力减小到零时，物体刚好停止运动，图中给出了拉力随位移变化的关系图象。已知重力加速度g取10m/s2。根据以上信息能精确得出或估算得出的物理量有()A物体与
30、水平面间的动摩擦因数B合外力对物体所做的功C物体匀速运动时的速度D物体运动的时间走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能解析 物体做匀速运动时，受力平衡，则 FfF7N，所以 Ffmg 7200.35，A 正确；图象与坐标轴围成的面积表示拉力做的功，则由图象可知，WF(7414)1J42J(数小格)，滑动摩擦力做的功 Wfmgx714J98J，所以合外力做的功为 W 合98J42J56J，B 正确；根据动能定理得：W 合012mv2，解得 v 56m/s，故 C 正确；由于不知道物体的具体运动情况，所以无法算出时间，故 D 错答案 ABC走向高考 高考总复习 人教版 物理第一
31、部分 第五章 机械能(2014山西太原一中检测)质量为1 500kg的汽车在平直的公路上运动，vt图象如图所示。由此可求()A前25s内汽车的平均速度B前10s内汽车的加速度C前10s内汽车所受的阻力D1525s内合外力对汽车所做的功答案 ABD走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能解析 由图象可求前 25 秒内的位移，即图象与时间轴所围区域的面积，再由 v xt可求平均速度，故 A 正确。前 10 秒内图线的斜率即为前 10 秒内的加速度，故 B 正确。前 10 秒内汽车的牵引力大小未知，因此汽车所受阻力不能求，故 C 错。由动能定理，合外力所做的功与动能增量相等，故 D 正确。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第五章 机械能课 时 作 业（点此链接）