2020年高考物理一轮复习考点汇总第17讲动能动能定理

第十七讲动能动能定理测试内容测试要求考情分析动能A★★动能定理C★★★★★1.动能是物体由于．动能的表达式为Ek＝12mv2，动能是量．2.动能定理：等于物体动能的增量．表达式为W＝ΔEk或者W总＝Ek2－Ek1.1.动能定理的适用范围：适用于物体的直线运动和曲线运动；适用于恒力和变力做功；适用于各种性质的力，既可以分段作用，也可以同时作用．2.应用动能定理解题的一般步骤：(1)选取研究对象，明确物理过程；(2)分析研究对象的受力情况，求出总功；(3)明确物体在始、末状态的动能；(4)列出动能定理方程及其他必要的辅助方程进行求解．【例1】(2020届连云港学业水平模拟)静止于水平地面上A点的足球，被运动员以一定的初速度踢起，经最高点B最终落到了地面上的C点，不考虑空气阻力，关于足球在空中运动的过程中动能的变化情况，下列说法正确的是()A.变大B.不变C.变小D.先变小后变大笔记：【例2】(2020届连云港学业水平模拟)如图所示，质量m＝60kg的跳水运动员从距水面高h＝10m的跳台上以v0＝5m/s的速度斜向上起跳，最终落入水中．若将运动员看成质点，以水面为参考平面，不计空气阻力，g＝10m/s2.求运动员：(1)起跳时的动能；(2)在跳台上时具有的重力势能；(3)入水时的速度大小．笔记：【例3】(2020届苏州学业水平模拟)如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度ω＝1rad/s.有一个小物体距圆盘中心r＝0.5m，随圆盘一起做匀速圆周运动．物体质量m＝1.0kg，与圆盘间的动摩擦因数μ＝0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g＝10m/s2.求：(1)物体受到的摩擦力大小f；(2)欲使物体能随圆盘一起做匀速圆周运动，圆盘的角速度ω应满足的条件；(3)圆盘角速度由0缓慢增大到1.6rad/s的过程中，圆盘对物体所做的功W.笔记：【例4】(2020届扬州学业水平模拟)如图所示，竖直平面内半径为R的光滑半圆形轨道，与长度为s的水平轨道AB相连接．一质量为m的小球，在水平恒力F作用下由静止开始从A向B运动，小球与水平轨道间的动摩擦因数为μ，到B点时撤去力F，小球沿圆轨道运动到最高点C时，速度为vC＝gR，重力加速度为g.求：(1)小球离开C点后落到水平轨道上的位置与B点的距离x；(2)小球在圆轨道上B点时，轨道对球弹力FN的大小；(3)恒力F的大小.笔记：1.(2018届镇江学业水平模拟)下列物理量属于矢量的是()A.路程B.加速度C.动能D.电流2.一只下落的苹果质量为m，当速度为v时，它的动能是()A.12mvB.mvC.12mv2D.mv23.(2019届扬州学业水平模拟)用起重机将质量为m的物体匀速向上吊起一段距离，关于作用在物体上的力做功情况，下列说法中正确的是()A.重力做正功，拉力做负功，合力做功为零B.重力做负功，拉力做正功，合力做正功C.重力做负功，拉力做正功，合力做功为零D.重力不做功，拉力做正功，合力做正功4.(2019届徐州学业水平模拟)哈佛大学学生设计出一种“插座足球”，它能将被踢时的动能转化为电能并收集起来．这种足球从30分钟的踢球运动中收集的电能可供一盏灯用3个小时．假设足球的质量为0.5kg，某次学生对球的平均作用力为70N，使球由静止开始以20m/s的速度飞出，球在水平方向运动了30米后停下，则该学生对球所做的功为()A.100JB.600JC.1400JD.2100J5.(2019届苏州学业水平模拟)质点所受的合外力F随时间t变化的规律如图所示，力的方向始终在一条直线上．已知t＝0时质点的速度为零，在图示的t1、t2、t3和t4各时刻中，哪一时刻质点的动能最大()A.t1B.t2C.t3D.t46.(2020届苏州学业水平模拟)一物体速度由0增加到v，再从v增加到2v，合外力做功分别为W1和W2，则W1和W2关系正确的是()A.W1＝W2B.W2＝2W1C.W2＝3W1D.W2＝4W17.(2018年江苏省普通高中学业水平测试)某科技兴趣小组试飞一架自制的无人机，该无人机的质量m＝0.5kg，由静止开始沿竖直方向匀加速上升，加速度a＝2m/s2，上升时间t＝3s，求该过程中无人机：(1)受到合力的大小F；(2)上升的高度h；(3)末动能Ek.8.(2019届扬州学业水平模拟)伽利略在研究运动和力的关系时，曾经考虑了一个无摩擦的理想实验：如图所示，在A点处悬挂一个质量为m的摆球，将摆球拉至B点处由静止释放，摆球将摆到与B点等高的C处；假若在A点正下方的E处钉一钉子，摆球的运动路径会发生改变，但仍能升到与开始等高的D处.若图中的摆线长为l，初始时刻摆线与竖直线之间的夹角为60°，重力加速度大小为g.求：(1)摆球摆到最低点O时速度的大小；(2)摆球摆到最低点O时对摆线的拉力大小；(3)将E处的钉子下移，当钉子与A点的距离至少多大时，摆球摆下后能在竖直面内做完整的圆周运动．9.(2019届扬州学业水平模拟)如图所示，竖直平面内的34圆弧形光滑轨道ABC，其半径为R，A端与圆心O等高，B为轨道最低点，C为轨道最高点，AE为水平面．一小球从A点正上方由静止释放，自由下落至A点进入圆轨道，到达C点时速度大小为2gR，重力加速度为g.求：(1)小球到达C点时对轨道的压力F；(2)小球到达D点时的速度大小vD；(3)释放点距A点的竖直高度h.第十七讲动能动能定理【知识扫描】1.运动而具有的能量标2.外力对物体所做的总功【典例透析】【例1】D解析：足球速度先减小后增大，所以动能也是先减小后增大，D正确．【例2】(1)Ek＝21mv02＝750J.(2)Ep＝mgh＝6000J.(3)mgh＝21mv2－21mv02，v＝15m/s.【例3】(1)静摩擦力提供向心力f＝mω2r，解得f＝0.5N.(2)欲使物体能随圆盘做匀速圆周运动，mω2r≤μmg，解得ω≤2rad/s.(3)当ω＝1.6rad/s时，滑块的线速度v＝ωr＝0.8m/s，由动能定理得，圆盘对滑块所做功W＝21mv2－0＝0.32J.【例4】(1)竖直方向：由2R＝21gt2得t＝2gR，水平方向：x＝vCt＝2vCgR＝2R.(2)从B到C过程中，由机械能守恒定律得21mvC2＋mg×2R＝21mvB2，vB＝，在B点，由牛顿第二定律得FN－mg＝mB2B，解得FN＝6mg.(3)从A到B过程中，由动能定理得Fs－μmgs＝21mvB2－0，解得F＝μmg＋2s5mgR.【冲关集训】1.B2.C3.C4.A5.B6.C7.(1)对无人机由牛顿第二定律可得F＝ma＝0.5×2N＝1N.(2)由匀加速直线运动的位移公式可得h＝21at2＝21×2×32m＝9m.(3)无人机3s末的速度为v＝at＝2×3m/s＝6m/s，末动能为Ek＝21mv2＝21×0.5×62J＝9J.8.(1)设小球的质量为m，由动能定理得mgl(1－cosθ)＝21mv2，解得v＝.(2)在最低点O，由牛顿第二定律得T－mg＝mlv2，解得T＝2mg.(3)设小球恰能通过最高点时，其轨道半径为R，在最高点处由牛顿第二定律得mg＝121，从最低点到最高点由动能定理得－mg×2R＝21mv12－21mv2，解得R＝5l，所以AE＝l－5l＝54l.9.(1)小球在C点处mg＋F′＝mC2C，得F′＝mg，由牛顿第三定律可得小球在C点时对轨道的压力F＝－F′＝－mg，方向竖直向上．(2)由mgR＋21mvC2＝21mvD2，得vD＝2.(3)由动能定理mgh＝21mvD2－0，得h＝2R.