高考总复习动能和动能定理

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1、动能是状态量，其表达式中的v是瞬时速度，但动能的变化量是过程量．问题探究1物体速度改变了动能一定变化吗？[提示]不一定．问题探究2用牛顿第二定律解题时，我们常常采用建立直角坐标系，把力或加速度分解到x、y轴上，然后沿x方向列出F合x＝max，沿y方向列出F合y＝may求解的方法．那么用动能定理解题时，能否运用类似的方法，建立直角坐标系，把力和速度沿x轴、y轴分解，然后沿x方向列出W合x＝ΔEkx，沿y方向列出W合y＝ΔEky求解？(对应学生用书P84)要点一对动能定理的理解1.一个物体的动能变化ΔEk与合外力对物体所做功W具有等量代换关系．(1)若ΔEk>0，表示物体

2、的动能增加，其增加量等于合外力对物体所做的正功．(2)若ΔEk<0，表示物体的动能减少，其减少量等于合外力对物体所做的负功的绝对值．(3)若ΔEk＝0，表示合外力对物体所做的功等于零．反之亦然．这种等量代换关系提供了一种计算变力做功的简便方法．2．动能定理公式中等号的意义等号表明合力做功与物体动能的变化间的三个关系：(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．(2)单位相同：国际单位都是焦耳．(3)因果关系：合外力的功是物体动能变化的原因．3．动能定理中涉及的物理量有F、x、m、v、W、

3、Ek等，在处理含有上述物理量的力学问题时，可以考虑使用动能定理．由于只需要从力在整个位移内所做的功和这段位移始末两状态的动能变化去考虑，无需注意其中运动状态变化的细节，同时动能和功都是标量，无方向性，所以无论是直线运动还是曲线运动，计算都会特别方便．4．动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系的，一般以地面为参考系．一个质量为0.3kg的弹性小球，在光滑水平面上以6m/s的速度垂直撞到墙上，碰撞后小球沿相反方向运动，反弹后的速度大小与碰撞前相同，则碰撞前后小球速度变化量的大小Δv和碰撞过程中墙对小球做功的大小W为()A．Δv＝0B．Δv＝12m/sC．W＝1.8

4、JD．W＝10.8J[答案]B要点二应用动能定理的解题步骤和注意的问题1.基本步骤(1)选取研究对象，明确它的运动过程；(2)分析研究对象的受力情况和各力的做功情况；(3)明确研究对象在过程的始末状态的动能Ek1和Ek2；(4)列出动能定理的方程W合＝Ek2－Ek1及其他必要的解题方程，进行求解．2．注意的问题(1)动能定理的研究对象是单一物体，或者是可以看做单一物体的物体系统．(2)动能定理是求解物体的位移或速率的简捷公式．当题目中涉及到位移时可优先考虑动能定理；处理曲线运动中的速率问题时也要优先考虑动能定理．(3)若过程包含了几个运动性质不同的分过程，既可分段考虑

5、，也可整个过程考虑．但求功时，有些力不是全过程都作用的，必须根据不同的情况分别对待求出总功．(4)应用动能定理时，必须明确各力做功的正、负.当一个力做负功时，可设物体克服该力做功为W，将该力做功表达为－W，也可以直接用一字母表示该力做功，使其字母本身含有负号．(1)应用动能定理解题，关键是对研究对象进行准确的受力分析及运动过程分析，并画出物体运动过程的草图，借助草图理解物理过程和各量关系．有些力在物体运动全过程中不是始终存在的，在计算外力做功时更应引起注意．(2)高考对该类问题常综合各种力及平抛、圆周运动、牛顿运动定律等知识，考查学生的理解、推理、分析综合能力．(20

6、11·保定联考)“头脑风暴法”是上个世纪风靡美国的一种培养学生创新思维能力的方法，某学校的一个“头脑风暴实验研究小组”以保护鸡蛋为题，要求制作一个装置，让鸡蛋从高处落到地面而不被摔坏；鸡蛋要不被摔坏，直接撞击地面的速度最大不能超过1.5m/s.现有一位学生设计了如右图所示的一个装置来保护鸡蛋，用A、B两块较粗糙的夹板夹住鸡蛋，鸡蛋夹放的位置离装置下端的距离s＝0.45m，A、B夹板与鸡蛋之间的摩擦力都为鸡蛋重力的5倍，现将该装置从距地面某一高度处自由下落，装置碰地后速度为0，且保持竖直不反弹，不计装置与地面作用时间．(g＝10m/s2)求：刚开始装置的末端离地面的最大

7、高度H.[答案]4.16m(对应学生用书P85)题型一利用动能定理求变力做功用动能定理求解变力做功的注意要点：(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)分析物体初末状态，求出动能变化量．(4)运用动能定理求解．例1总质量为80kg的跳伞运动员从离地500m的直升机上跳下，经过2s拉开绳索开启降落伞.如下图所示是跳伞过程中的vt图象，试根据图象求：(g取10m/s2)(1)t＝1s时运动员的加速度和所受阻力的大小；(2)估算14s内运动员下落的高度及克服阻力做的功；(3)估算运动员从飞机上跳下到着地