高中物理 第四章 機(jī)械能和能源 第3-4節(jié) 勢(shì)能；動(dòng)能 動(dòng)能定理 5 動(dòng)能定理與圖象的綜合應(yīng)用學(xué)案 教科版必修2.doc

《高中物理 第四章 機(jī)械能和能源 第3-4節(jié) 勢(shì)能；動(dòng)能 動(dòng)能定理 5 動(dòng)能定理與圖象的綜合應(yīng)用學(xué)案 教科版必修2.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第四章 機(jī)械能和能源 第3-4節(jié) 勢(shì)能；動(dòng)能 動(dòng)能定理 5 動(dòng)能定理與圖象的綜合應(yīng)用學(xué)案 教科版必修2.doc（4頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

動(dòng)能定理與圖象的綜合應(yīng)用 一、考點(diǎn)突破： 考點(diǎn) 考綱要求 題型 說明 動(dòng)能定理與圖象的綜合應(yīng)用 1. 進(jìn)一步理解動(dòng)能定理，提高分析問題和解決問題的能力。 2. 會(huì)應(yīng)用動(dòng)能定理解決運(yùn)動(dòng)圖象的相關(guān)問題。 選擇題 計(jì)算題 本知識(shí)綜合性較強(qiáng)，是高考考查學(xué)生綜合分析能力的知識(shí)點(diǎn)，涵蓋的知識(shí)點(diǎn)廣泛，既考查動(dòng)能定理的靈活應(yīng)用，同時(shí)還考查對(duì)圖象的識(shí)別及運(yùn)用圖象解決問題的能力。 二、重難點(diǎn)提示： 重點(diǎn)：利用動(dòng)能定理分析解決問題的能力，還原圖象描述的物理情景。 難點(diǎn)：圖象的識(shí)別以及物理情景的還原。 1、 動(dòng)能定理中和圖象相關(guān)的物理量 在動(dòng)能定理的表達(dá)式中，。 1. F合—x圖象 在此圖象中圖線和x軸圍成的面積表示功，要注意區(qū)分是合力功還是某個(gè)力的功，在應(yīng)用動(dòng)能定理時(shí)是不同的。 2. v—t圖象 若給出了v—t關(guān)系的圖象，則可求： （1）可求不同時(shí)刻的動(dòng)能； （2）兩個(gè)狀態(tài)之間物體發(fā)生的位移； （3）物體所受合外力的大小或變化情況（斜率表示加速度，定性反應(yīng)合力的變化情況）。 3. v—x圖象 若知v—x圖象，則可得不同位置的速度或動(dòng)能以及兩位置之間的位移。 4. Ek—x圖象 若知Ek—x圖象，則可得不同位置的動(dòng)能，同時(shí)斜率表示合外力，根據(jù)斜率的變化情況可知物體運(yùn)動(dòng)情況。 二、動(dòng)能定理和圖象結(jié)合的題型分類 1. 根據(jù)已知圖象給出的信息，利用動(dòng)能定理解決問題； 2. 給出具體的物理情景，要求判斷某些物理量隨另一物理量的變化圖象。 3、 利用動(dòng)能定理解決圖象問題時(shí)的注意事項(xiàng) 1. 正確識(shí)別圖象，要注意圖象的六要素：軸、線、斜率、面積、截距、特殊點(diǎn)； 2. 解決此類問題的關(guān)鍵是：表達(dá)式和圖象對(duì)應(yīng)。 例題1 小軍看到打樁機(jī)，對(duì)打樁機(jī)的工作原理產(chǎn)生了興趣。他構(gòu)建了一個(gè)打樁機(jī)的簡(jiǎn)易模型，如圖甲所示。他設(shè)想，用恒定大小的拉力F拉動(dòng)繩端B，使物體從A點(diǎn)（與釘子接觸處）由靜止開始運(yùn)動(dòng)，上升一段高度后撤去F，物體運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)后自由下落并撞擊釘子，將釘子打入一定深度。按此模型分析，若物體質(zhì)量m＝1 kg，上升了1 m高度時(shí)撤去拉力，撤去拉力前物體的動(dòng)能Ek與上升高度h的關(guān)系圖象如圖乙所示。（g取10 m/s2，不計(jì)空氣阻力） （1）求物體上升到0.4 m高度處F的瞬時(shí)功率； （2）若物體撞擊釘子后瞬間彈起，且使其不再落下，釘子獲得20 J的動(dòng)能向下運(yùn)動(dòng)。釘子總長為10 cm。撞擊前插入部分可以忽略，不計(jì)釘子重力。已知釘子在插入過程中所受阻力Ff與深度x的關(guān)系圖象如圖丙所示，求釘子能夠插入的最大深度。 思路分析：審題突破?、貳k－h(huán)圖象中斜率表示物體所受合外力； ②計(jì)算瞬時(shí)功率用公式P＝Fv，其中v為瞬時(shí)速度； ③當(dāng)力隨位移均勻變化時(shí)可用W＝x計(jì)算變力的功。 （1）撤去F前，根據(jù)動(dòng)能定理，有 （F－mg）h＝Ek－0 由題圖乙得，斜率為k＝F－mg＝20 N 得F＝30 N 又由題圖乙得，h＝0.4 m時(shí)，Ek＝8 J，則v＝4 m/s P＝Fv＝120 W； （2）碰撞后，對(duì)釘子應(yīng)用動(dòng)能定理有－x′＝0－Ek′ 已知Ek′＝20 J ＝ 又由題圖丙得k′＝105 N/m 解得：x′＝0.02 m。 答案：（1）120 W?。?）0.02 m 例題2 隨著中國首艘航母“遼寧號(hào)”的下水，同學(xué)們對(duì)艦載機(jī)的起降產(chǎn)生了濃厚的興趣。下面是小聰編制的一道艦載機(jī)降落的題目，請(qǐng)你閱讀后求解。 （1）假設(shè)質(zhì)量為m的艦載機(jī)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后在水平地面跑道上降落，觸地瞬間的速度為v0（水平），在跑道上滑行的v－t圖象如圖所示。求艦載機(jī)滑行的最大距離和滑行時(shí)受到的平均阻力大??； （2）航母可以通過設(shè)置阻攔索來增大對(duì)艦載機(jī)的阻力?，F(xiàn)讓該艦載機(jī)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后在靜止于海面上的航母水平甲板上降落，若它接觸甲板瞬間的速度仍為v0（水平），在甲板上的運(yùn)動(dòng)可以看作勻變速直線運(yùn)動(dòng)，在甲板上滑行的最大距離是在水平地面跑道上滑行的最大距離的。求該艦載機(jī)在航母上滑行時(shí)受到的平均阻力大?。ńY(jié)果用m、v0、t0表示）。 思路分析：（1）由題圖，根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得 最大距離為x＝v0t0 由動(dòng)能定理有－Ffx＝0－mv 解得阻力Ff＝； （2）最大距離x′＝x＝v0t0 由動(dòng)能定理有－x′＝0－mv 聯(lián)立解得＝ 答案：（1） v0t0　?。?） 例題3 光滑水平面上靜止的物體，受到一個(gè)水平拉力作用開始運(yùn)動(dòng)，拉力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖所示，用Ek、v、x、P分別表示物體的動(dòng)能、速度、位移和拉力F的功率，下列四個(gè)圖象分別定性描述了這些物理量隨時(shí)間變化的情況，其中正確的是（　?。? 思路分析：由于拉力F恒定，所以物體有恒定的加速度a，則v＝at，即v與t成正比，選項(xiàng)B正確；由P＝Fv＝Fat可知，P與t成正比，選項(xiàng)D正確；由x＝at2可知x與t2成正比，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由動(dòng)能定理可知Ek＝Fx＝Fat2，Ek與t2成正比，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。 答案：BD 知識(shí)脈絡(luò)： 滿分訓(xùn)練：質(zhì)量為10 kg的物體，在變力F作用下沿x軸做直線運(yùn)動(dòng)，力隨坐標(biāo)x的變化情況如圖所示。物體在x＝0處，速度為1 m/s，一切摩擦不計(jì)，則物體運(yùn)動(dòng)到x＝16 m處時(shí)，速度大小為（　?。? A. 2 m/s B. 3 m/s C. 4 m/s D. m/s 思路分析：F－x圖象與坐標(biāo)軸圍成的圖形面積表示力F做的功，圖形位于x軸上方表示力做正功，位于x軸下方表示力做負(fù)功，面積大小表示功的大小，所以物體運(yùn)動(dòng)到x＝16m處時(shí)，力F對(duì)物體做的總功W＝40 J，由動(dòng)能定理W＝mv－mv，代入數(shù)據(jù)可得v2＝3 m/s，B正確。 答案：B