2021江苏高考物理一轮教师用书：第五章 第2讲 动能　动能定理 WORD版含答案.docx

1、第2讲动能动能定理一、动能1定义：物体由于运动而具有的能2公式：Ekmv2.3单位：焦耳，1 J1 Nm1 kgm2/s2.4标矢性：动能是标量，动能与速度方向无关5动能的变化：物体末动能与初动能之差，即Ekmv22mv12.二、动能定理1内容：在一个过程中合力对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化2表达式：WEkEk2Ek1mv22mv12.3物理意义：合力的功是物体动能变化的量度自测1(多选)关于动能定理的表达式WEk2Ek1，下列说法正确的是()A公式中的W为除重力之外的其他力做的总功B公式中的W为包含重力在内的所有力做的功，也可通过以下两种方式计算：先求每个力的功再求功的代数和

2、或先求合外力再求合外力的功C公式中的Ek2Ek1为动能的增量，当W0时，动能增加，当WEk，A项正确，B项错误；W克摩与Ek的大小关系不确定，C、D项错误2(动能定理的基本应用)(多选)一个质量为25 kg的小孩从高度为3 m的弧形滑梯顶端由静止开始下滑，滑到底端时的速度为2 m/s.取g10 m/s2，关于力对小孩做的功，以下结果正确的是()A支持力做功50 J B克服阻力做功500 JC重力做功750 J D合外力做功50 J答案CD解析支持力的方向始终和速度方向垂直，不做功，A错误；重力做功WGmgh25103 J750 J，C正确；由动能定理得W合mv20254 J50 J，D正确；由

3、WGW克f50 J，得W克f700 J，B错误3(动能定理与图象的结合)(2017江苏卷3)一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处物块初动能为Ek0，与斜面间的动摩擦因数不变，则该过程中，物块的动能Ek与位移x关系的图线是()答案C解析设斜面的倾角为，小物块沿斜面向上滑动过程，由动能定理得，EkEk0(mgsin mgcos )x；设小物块滑到最高点的距离为L，小物块沿斜面向下滑动过程，由动能定理得，EkEk0mgxsin mgcos (2Lx)Ek02mgLcos (mgsin mgcos )x，故选项C正确4(应用动能定理分析多过程问题)(多选)(2019湖北武汉市四月调研)2022年第2

4、4届冬季奥林匹克运动会将在中国举行，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一跳台滑雪赛道可简化为助滑道、着陆坡、停止区三部分，如图10所示一次比赛中，质量为m的运动员从A处由静止下滑，运动到B处后水平飞出，落在了着陆坡末端的C点，滑入停止区后，在与C等高的D处速度减为零已知B、C之间的高度差为h，着陆坡的倾角为，重力加速度为g.只考虑运动员在停止区受到的阻力，不计其他能量损失由以上信息可以求出()图10A运动员在空中飞行的时间BA、B之间的高度差C运动员在停止区运动过程中克服阻力做的功DC、D两点之间的水平距离答案ABC解析从B点做平抛运动，则由hgt2可求解运动员在空中飞行的时间，选项A正确；由v

5、0t可求解在B点的速度v0，再由mghABmv02可求解A、B之间的高度差，选项B正确；从B点到D点由mv02mghWf可求解运动员在停止区运动过程中克服阻力做的功，选项C正确；由题中条件无法求解C、D两点之间的水平距离，选项D错误5(应用动能定理分析多过程问题)(2020河南平顶山市质检)如图11所示，半径为r的半圆弧轨道ABC固定在竖直平面内，直径AC水平，一个质量为m的物块从圆弧轨道A端正上方P点由静止释放，物块刚好从A点无碰撞地进入圆弧轨道并做匀速圆周运动，到B点时对轨道的压力大小等于物块重力的2倍，重力加速度为g，不计空气阻力，不计物块的大小，求：图11(1)物块到达A点时的速度大小

6、和PA间的高度差；(2)物块从A运动到B所用的时间和克服摩擦力做的功答案(1)(2)mgr解析(1)设物块在B点时的速度为v，由牛顿第二定律得：FNmgm，因为FN2mg，所以v，因为物块从A点进入圆弧轨道并做匀速圆周运动，所以物块到达A点时速度大小为；设PA间的高度差为h，从P到A的过程由动能定理得：mghmv2，所以h.(2)因为物块从A点进入圆弧轨道并做匀速圆周运动，所以物块从A运动到B所用时间t；从A运动到B由动能定理得：mgrW克f0，解得：W克fmgr.1.在篮球比赛中，某位同学获得罚球机会，如图1，他站在罚球线处用力将篮球投出，篮球以约为1 m/s的速度撞击篮筐已知篮球质量约为0

7、.6 kg，篮筐离地高度约为3 m，忽略篮球受到的空气阻力，则该同学罚球时对篮球做的功大约为()图1A1 J B10 J C50 J D100 J答案B解析该同学将篮球投出时的高度约为h11.8 m，根据动能定理有Wmg(hh1)mv2，解得W7.5 J，故选项B正确2在离地面高为h处竖直上抛一质量为m的物块，抛出时的速度为v0，它落到地面时的速度为v，用g表示重力加速度，则在此过程中物块克服空气阻力所做的功等于()Amghmv2mv02Bmv2mv02mghCmghmv02mv2Dmghmv2mv02答案C解析对物块从h高处竖直上抛到落地的过程，根据动能定理可得mghWfmv2mv02，解得

8、Wfmghmv02mv2，选项C正确3.(2018天津卷2)滑雪运动深受人民群众喜爱如图2所示，某滑雪运动员(可视为质点)由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中()图2A所受合外力始终为零B所受摩擦力大小不变C合外力做功一定为零D机械能始终保持不变答案C解析运动员从A点滑到B点的过程中速率不变，则运动员做匀速圆周运动，其所受合外力指向圆心，A错误；如图所示，运动员受到的沿圆弧切线方向的合力为零，即Ffmgsin ，下滑过程中减小，sin 变小，故摩擦力Ff变小，B错误；由动能定理知，运动员匀速下滑动能

9、不变，合外力做功为零，C正确；运动员下滑过程中动能不变，重力势能减小，机械能减小，D错误4(2020湖北黄石市调研)用传感器研究质量为2 kg的物体由静止开始做直线运动的规律时，在计算机上得到06 s内物体的加速度随时间变化的关系如图3所示下列说法正确的是()图3A06 s内物体先向正方向运动，后向负方向运动B06 s内物体在4 s时的速度最大C物体在24 s时的速度不变D04 s内合力对物体做的功等于06 s内合力对物体做的功答案D解析物体6 s末的速度v6(25)2 m/s12 m/s6 m/s，结合题图可知06 s内物体一直向正方向运动，A项错误；由题图可知物体在5 s末速度最大，vm(

10、25)2 m/s7 m/s，B项错误；由题图可知物体在24 s内加速度不变，做匀加速直线运动，速度变大，C项错误；在04 s内由动能定理可知，W合4mv420，又v4(24)2 m/s6 m/s，得W合436 J,06 s内合力对物体做的功：W合6mv620，又v66 m/s，得W合636 J，则W合4W合6，D项正确5.(多选)(2020山西运城市质检)质量为m的物体放在水平面上，它与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为g.用水平力拉物体，运动一段时间后撤去此力，最终物体停止运动物体运动的vt图象如图4所示下列说法正确的是()图4A水平拉力大小为FmB物体在03t0时间内的位移大小为v0t0

11、C在03t0时间内水平拉力做的功为mv02D在03t0时间内物体克服摩擦力做功的平均功率为mgv0答案BD解析根据vt图象和牛顿第二定律可知Fmgm，选项A错误；由vt图象与t坐标轴所围面积表示位移可知，在03t0时间内的位移大小为x3t0v0v0t0，选项B正确；在03t0时间内由动能定理可知Wmgx0，故水平拉力做的功Wmgv0t0，又Ffmg，则Wmv02，选项C错误；在03t0时间内物体克服摩擦力做功的平均功率为mgv0，选项D正确6.(2019山西五地联考上学期期末)如图5所示，固定斜面倾角为.一轻弹簧的自然长度与斜面长度相同，都为L，弹簧一端固定在斜面的底端，将一个质量为m的小球放

12、在斜面顶端与弹簧另一端接触但不相连，用力推小球使其挤压弹簧并缓慢移到斜面的中点，松手后，小球最后落地的速度大小为v，不计空气阻力和一切摩擦，重力加速度为g，则该过程中，人对小球做的功W及小球被抛出后离地面的最大高度H分别为()图5A.mv2mgLsin ；B.mv2；C.mv2mgLsin ；D.mv2mgLsin ；答案A解析对人从开始压弹簧到小球落地的整个过程，由动能定理得WmgLsin mv20，则Wmv2mgLsin ；设小球离开斜面时的速度为v0.对小球做斜抛运动的过程，由动能定理得mgLsin mv2mv02；从最高点到落地点的过程，由动能定理得mgHmv2m(v0cos )2，联

13、立解得：H.7.(2019天津卷10改编)为了便于研究舰载机的起飞过程，假设上翘甲板BC是与水平甲板AB相切的一段圆弧，示意图如图6，AB长L1150 m，BC水平投影L263 m，图中C点切线方向与水平方向的夹角12(sin 12 0.21)若舰载机从A点由静止开始做匀加速直线运动，经t6 s到达B点进入BC.已知飞行员的质量m60 kg，g10 m/s2，求：图6(1)舰载机水平运动的过程中，飞行员受到的水平力所做功W；(2)舰载机刚进入BC时，飞行员受到竖直向上的压力FN多大答案(1)7.5104 J(2)1.1103 N解析(1)舰载机由静止开始做匀加速直线运动，设其刚进入上翘甲板时的

14、速度为v，则有根据动能定理，有Wmv20联立式，代入数据，得W7.5104 J(2)设上翘甲板所对应的圆弧半径为R，根据几何关系，有L2Rsin 由牛顿第二定律有FNmgm联立式，代入数据，得FN1.1103 N.8(2019山东日照市一模)冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目，比赛场地示意图如图7所示比赛时，运动员脚蹬起蹬器，身体成跪式，手推冰壶从本垒圆心O向前滑行，至前卫线时放开冰壶使其沿直线OO滑向营垒圆心O，为使冰壶能在冰面上滑的更远，运动员可用毛刷刷冰面以减小冰壶与冰面间的动摩擦因数已知O点到前卫线的距离d4 m，O、O之间的距离L30.0 m，冰壶的质量为m20 kg，冰壶与冰面间

15、的动摩擦因数10.008，用毛刷刷过冰面后动摩擦因数减小到20.004，营垒的半径R1 m，g取10 m/s2.图7(1)若不刷冰面，要使冰壶恰好滑到O点，运动员对冰壶的推力多大？(2)若运动员对冰壶的推力为10 N，要使冰壶滑到营垒内，用毛刷刷冰面的距离是多少？答案(1)12 N(2)见解析解析(1)设运动员对冰壶的推力大小为F，由动能定理得：Fd1mgL0.代入数据，解得F12 N(2)设冰壶运动到营垒的最左边时，用毛刷刷冰面的距离是x1，冰壶运动到营垒的最右边时，用毛刷刷冰面的距离是x2，则由动能定理得：Fd1mg(LRx1)2mgx10代入数据，解得x18 m由动能定理得：Fd1mg(

16、LRx2)2mgx20代入数据，解得x212 m所以用毛刷刷冰面的距离为8 mx12 m.9(2019山东济宁市第二次摸底)某中学生对刚买来的一辆小型遥控车的性能进行研究他让这辆小车在水平地面上由静止开始沿直线轨道运动，并将小车运动的全过程通过传感器记录下来，通过数据处理得到如图8所示的vt图象已知小车在02 s内做匀加速直线运动，211 s内小车牵引力的功率保持不变，911 s内小车做匀速直线运动，从11 s末开始小车失去动力而自由滑行已知小车质量m1 kg，整个过程中小车受到的阻力大小不变，试求：图8(1)在211 s内小车牵引力的功率P的大小；(2)小车在2 s末的速度vx的大小；(3)

17、小车在29 s内通过的距离x.答案(1)16 W(2)4 m/s(3)44 m解析(1)根据题意，在11 s末撤去牵引力后，小车只在阻力Ff作用下做匀减速直线运动，设其加速度大小为a，根据题图可知：a|2 m/s2；根据牛顿第二定律有：Ffma解得：Ff2 N；设小车在匀速直线运动阶段的牵引力为F，则：FFf，vm8 m/s根据PFvm解得：P16 W(2)02 s的匀加速直线运动过程中，小车的加速度为：ax设小车的牵引力为Fx，根据牛顿第二定律有：FxFfmax根据题意有：PFxvx联立解得：vx4 m/s(3)在29 s内的变加速直线运动过程中，t7 s，由动能定理可得：PtFfxmvm2mvx2解得x44 m.