2019年高考物理總復(fù)習(xí) 5章動(dòng)能定理的適用條件專項(xiàng)訓(xùn)練 新人教版.doc

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2019年高考物理總復(fù)習(xí) 5章動(dòng)能定理的適用條件專項(xiàng)訓(xùn)練 新人教版 如果不是質(zhì)點(diǎn)，而是質(zhì)點(diǎn)系(或物體系)，就是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的質(zhì)點(diǎn)組成的研究對(duì)象．我們通常把該質(zhì)點(diǎn)系內(nèi)所有質(zhì)點(diǎn)之間的相互作用力統(tǒng)稱為內(nèi)力，其他物體對(duì)系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)點(diǎn)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(diǎn)系始、末兩態(tài)的動(dòng)能，W外是所有外力對(duì)質(zhì)點(diǎn)系所有質(zhì)點(diǎn)做功的代數(shù)和，簡(jiǎn)稱外力的總功，W內(nèi)是內(nèi)力對(duì)所有質(zhì)點(diǎn)做功的代數(shù)和，簡(jiǎn)稱內(nèi)力的總功． 上式表明，質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)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(diǎn)系的動(dòng)能定理． 【例】　一位質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)員從下蹲狀態(tài)向上起跳，經(jīng)Δt時(shí)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(duì)他做的功為mgh＋mv2 B．地面對(duì)他做的功為零 C．他的機(jī)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(duì)象，對(duì)人進(jìn)行受力分析，受到外力為豎直向下的重力和地面對(duì)人豎直向上的支持力，支持力是變力，地面對(duì)人的支持力的作用點(diǎn)位移為零，所以地面對(duì)人做的功為零．由質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)能定理可知，W內(nèi)－mgh＝mv2－0，即合力功等于動(dòng)能的變化(mv2－0)，其中內(nèi)力做的功為mv2＋mgh，這個(gè)內(nèi)力的功也恰是機(jī)械能的增量． 【答案】　BCD 【名師面對(duì)面】　人從地面向上躍起時(shí)，平均動(dòng)能增加，但唯一方向向上的外力——地面對(duì)人的支持力并不做功．高中階段，我們已經(jīng)習(xí)慣于對(duì)單一質(zhì)點(diǎn)進(jìn)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(dòng)能定理的角度看，支持力做了功．利用所學(xué)知識(shí)不能自圓其說，這是令部分師生困惑的．實(shí)際上用WN－mgh＝mv2－0解決問題，其出發(fā)點(diǎn)是研究對(duì)象必須是質(zhì)點(diǎn)，而此處的人，由于內(nèi)力做功，已不能看作質(zhì)點(diǎn)了，而是質(zhì)點(diǎn)系．由質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)能定理可知，W內(nèi)－mgh＝mv2－0，即合力功等于動(dòng)能的變化(mv2－0)，其中內(nèi)力做的功為mv2＋mgh，這個(gè)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(dòng)作過程中通過成對(duì)內(nèi)力做功的方式實(shí)現(xiàn)的． 通過對(duì)該高考試題的研究表明，對(duì)動(dòng)能定理的準(zhǔn)確理解是多么地重要，這就要求我們深刻領(lǐng)會(huì)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(yùn)動(dòng)，可以看作一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，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(duì)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(xiàng)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(yùn)動(dòng)，a＝ m/s2＝2 m/s2，B項(xiàng)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(xiàng)錯(cuò)誤；由題干條件和動(dòng)能定理可知，W合＝mv－mv，故15－25 s內(nèi)合外力對(duì)汽車所做的功可求得，D項(xiàng)正確． 【答案】　ABD 閱卷老師提示：在高中范圍內(nèi)，應(yīng)用動(dòng)能定理，一般應(yīng)指明為質(zhì)點(diǎn)，如果題目沒有說明是質(zhì)點(diǎn)，一般要按質(zhì)點(diǎn)來處理，但是如果用質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能定理解決出現(xiàn)矛盾，如上面的例題，此時(shí)要考慮質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)能定理，不要一味扣題目有無問題，因?yàn)樽鳛榭忌覀儽仨毭鎸?duì)已經(jīng)出現(xiàn)的試題，在應(yīng)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(diǎn)，D選項(xiàng)是不正確的．