2019年高考物理總復習 5章動能定理的適用條件專項訓練 新人教版.doc

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2019年高考物理總復習 5章動能定理的適用條件專項訓練 新人教版 如果不是質(zhì)點，而是質(zhì)點系(或物體系)，就是由兩個或兩個以上的質(zhì)點組成的研究對象．我們通常把該質(zhì)點系內(nèi)所有質(zhì)點之間的相互作用力統(tǒng)稱為內(nèi)力，其他物體對系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)點的作用力稱為外力． 于是有Ek2－Ek1＝W外＋W內(nèi) 式中Ek1和Ek2分別為質(zhì)點系始、末兩態(tài)的動能，W外是所有外力對質(zhì)點系所有質(zhì)點做功的代數(shù)和，簡稱外力的總功，W內(nèi)是內(nèi)力對所有質(zhì)點做功的代數(shù)和，簡稱內(nèi)力的總功． 上式表明，質(zhì)點系的動能增量等于外力的總功和內(nèi)力的總功的代數(shù)和，這稱為質(zhì)點系的動能定理． 【例】　一位質(zhì)量為m的運動員從下蹲狀態(tài)向上起跳，經(jīng)Δt時間，身體伸直并剛好離開地面，速度為v，此過程重心提升的高度為h，在此過程中(　　) A．地面對他做的功為mgh＋mv2 B．地面對他做的功為零 C．他的機械能的增量為mgh＋mv2 D．他所受的合力做的功為mv2 【解析】　以人為研究對象，對人進行受力分析，受到外力為豎直向下的重力和地面對人豎直向上的支持力，支持力是變力，地面對人的支持力的作用點位移為零，所以地面對人做的功為零．由質(zhì)點系的動能定理可知，W內(nèi)－mgh＝mv2－0，即合力功等于動能的變化(mv2－0)，其中內(nèi)力做的功為mv2＋mgh，這個內(nèi)力的功也恰是機械能的增量． 【答案】　BCD 【名師面對面】　人從地面向上躍起時，平均動能增加，但唯一方向向上的外力——地面對人的支持力并不做功．高中階段，我們已經(jīng)習慣于對單一質(zhì)點進行分析和研究，自然得出WN－mgh＝mv2－0，WN＝mgh＋mv2，h表示質(zhì)心上升的高度．這里出現(xiàn)了矛盾，從功的定義理解，支持力不做功，而從動能定理的角度看，支持力做了功．利用所學知識不能自圓其說，這是令部分師生困惑的．實際上用WN－mgh＝mv2－0解決問題，其出發(fā)點是研究對象必須是質(zhì)點，而此處的人，由于內(nèi)力做功，已不能看作質(zhì)點了，而是質(zhì)點系．由質(zhì)點系的動能定理可知，W內(nèi)－mgh＝mv2－0，即合力功等于動能的變化(mv2－0)，其中內(nèi)力做的功為mv2＋mgh，這個內(nèi)力的功，是人體內(nèi)的生物能轉(zhuǎn)化而來的，而轉(zhuǎn)化是在直腿、伸腰等動作過程中通過成對內(nèi)力做功的方式實現(xiàn)的． 通過對該高考試題的研究表明，對動能定理的準確理解是多么地重要，這就要求我們深刻領會教科書上所表述的概念、規(guī)律的含義． 【觸類旁通】　質(zhì)量為1 500 kg的汽車在平直的公路上運動，可以看作一個質(zhì)點，vt圖象如下圖所示，由此可求(　　) A．前25 s內(nèi)汽車的平均速度 B．前10 s內(nèi)汽車的加速度 C．前10 s內(nèi)汽車所受的阻力 D．15－25 s內(nèi)合外力對汽車所做的功 【解析】　由題圖知，汽車25 s內(nèi)的位移為x＝10 m＋205 m＋10 m＝450 m，故前25 s內(nèi)汽車平均速度＝可求，A項正確；由題圖知前10 s內(nèi)汽車做初速度為0的勻加速直線運動，a＝ m/s2＝2 m/s2，B項正確；結(jié)合題圖分析，因牽引力未知，故前10 s內(nèi)汽車所受阻力無法求得，C項錯誤；由題干條件和動能定理可知，W合＝mv－mv，故15－25 s內(nèi)合外力對汽車所做的功可求得，D項正確． 【答案】　ABD 閱卷老師提示：在高中范圍內(nèi)，應用動能定理，一般應指明為質(zhì)點，如果題目沒有說明是質(zhì)點，一般要按質(zhì)點來處理，但是如果用質(zhì)點的動能定理解決出現(xiàn)矛盾，如上面的例題，此時要考慮質(zhì)點系的動能定理，不要一味扣題目有無問題，因為作為考生，我們必須面對已經(jīng)出現(xiàn)的試題，在應試中解出答案是我們追求的最大利益化．本題如沒說明是質(zhì)點，D選項是不正確的．