2019版物理大一轮浙江选考总复习讲义：第五章　机械能守恒定律+第2讲+Word版含答案.docVIP

第2讲　动能定理 [考试标准] 知识内容 必考要求 加试要求 说明动能和动能定理 d d 1.不要求用平均力计算变力做功和利用F－l图象求变力做功．2.不要求用动能定理解决物体系的问题. 动能　动能定理 1．动能 (1)定义：物体由于运动而具有的能叫动能． (2)公式：Ek＝mv2. (3)标矢性：动能是标量，只有正值． (4)状态量：动能是状态量，因为v是瞬时速度． 2．动能定理 (1)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动能的变化． (2)表达式：W＝mv－mv＝Ek2－Ek1. (3)适用条件： ①既适用于直线运动，也适用于曲线运动． ②既适用于恒力做功，也适用于变力做功． ③力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以分阶段作用． (4)应用技巧：若整个过程包含了几个运动性质不同的分过程，既可以分段考虑，也可以整个过程考虑． 自测1　关于动能的理解，下列说法错误的是(　　) A．动能是机械能的一种表现形式，凡是运动的物体都具有动能 B．物体的动能总为正值 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 答案　D 解析　动能是运动物体都具有的能量，是机械能的一种表现形式，A对；动能是标量，总是正值，B对；由Ek＝mv2可知当m恒定时，Ek变化，速率一定变化，速度 一定变化，但当只有速度方向变化而速率不变(如匀速圆周运动)时动能不变，C对；动能不变，物体不一定处于平衡状态，如匀速圆周运动，D错． 自测2　关于动能定理的表述式W＝Ek2－Ek1，下列说法正确的是(　　) A．公式中的W为不包含重力的其他力做的总功 B．公式中的W为包含重力在内的所有力做的功，只能先求合外力再求合外力的功 C．公式中的Ek2－Ek1为动能的增量，当W0时动能增加，当W0时，动能减少 D．动能定理适用于直线运动，但不适用于曲线运动，适用于恒力做功，但不适用于变力做功 答案　C 命题点一　动能定理的理解和应用 1．定理中“外力”的两点理解 (1)可以是重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力或其他力，它们可以同时作用，也可以不同时作用． (2)既可以是恒力，也可以是变力． 2．应用动能定理解题的基本思路 例1　(2015·浙江10月选考·20)如图1所示是公路上的“避险车道”，车道表面是粗糙的碎石，其作用是供下坡的汽车在刹车失灵的情况下避险．质量m＝2.0×103 kg的汽车沿下坡行驶，当驾驶员发现刹车失灵的同时发动机失去动力，此时速度表示数v1＝36 km/h，汽车继续沿下坡匀加速直行l＝350 m、下降高度h＝50 m时到达“避险车道”，此时速度表示数v2＝72 km/h.(g＝10 m/s2) 图1 (1)求从发现刹车失灵至到达“避险车道”这一过程汽车动能的变化量； (2)求汽车在下坡过程中所受的阻力； (3)若“避险车道”与水平面间的夹角为17°，汽车在“避险车道”受到的阻力是在下坡公路上的3倍，求汽车在“避险车道”上运动的最大位移(sin 17°≈0.3)． 答案　(1)3.0×105 J　(2)2.0×103 N　(3)33.3 m 解析　(1)由ΔEk＝mv－mv得ΔEk＝3.0×105 J (2)由动能定理有mgh－Ffl＝mv－mv 得Ff＝＝2.0×103 N (3)设汽车在“避险车道”上运动的最大位移是x，由动能定理有－(mgsin 17°＋3Ff)x＝0－mv 得x＝≈33.3 m 变式1　如图2所示，一块长木板B放在光滑的水平面上，在B上放一物体A，现以恒定的外力拉B，由于A、B间摩擦力的作用，A将在B上滑动，以地面为参考系，A、B都向前移动一段距离．在此过程中(　　) 图2 A．外力F做的功等于A和B动能的增量 B．B对A的摩擦力所做的功大于A的动能增量 C．A对B的摩擦力所做的功与B对A的摩擦力所做的功大小相等 D．外力F对B做的功等于B的动能的增量与B克服摩擦力所做的功之和 答案　D 解析　A物体所受的合外力等于B对A的摩擦力，对A物体运用动能定理，则有B对A的摩擦力所做的功等于A的动能的增量，即B错；A对B的摩擦力与B对A的摩擦力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，但是由于A在B上滑动，A、B对地的位移不等，故摩擦力对二者做功大小不等，C错；对B应用动能定理，WF－Wf＝ΔEkB，WF＝ΔEkB＋Wf，即外力F对B做的功，等于B的动能的增量与B克服摩擦力所做的功之和，D对；由前述讨论知B克服摩擦力所做的功与A的动能增量(等于B对A的摩擦力所做的功)不等，故A错． 变式2　(2017·浙江“9＋1”高中联盟期中)如图3为倾角可调的可移动式皮带输送机，适用于散状物料或成件物品的装卸工作．在顺时针(从左侧看)匀速转动的输送带上端