2025高考物理总复习动能定理及其应用

第2讲动能定理及其应用高考总复习2025考点一动能定理的理解和基本应用强基础•固本增分一、动能1.定义:物体由于

而具有的能。

2.公式:Ek=

。

3.单位:

,1J=1N·m=1kg·m2/s2。

4.标矢性:动能是

,动能与速度方向

。

也叫动能的增量5.动能的变化:物体

与

之差,即ΔEk=

。

运动焦耳标量无关末动能初动能二、动能定理

不用规定正方向,但要明确各力做功的正负

所有外力做功的代数和1.内容:在一个过程中合力对物体所做的功,等于物体在这个过程中

。

2.表达式:W=ΔEk=Ek2-Ek1=

。

3.物理意义:

做的功是物体动能变化的量度。

4.适用条件(1)动能定理既适用于直线运动,也适用于

。

(2)动能定理既适用于恒力做功,也适用于

做功。

(3)力可以是各种性质的力,既可以同时作用,也可以

作用。

5.应用动能定理时,物体的位移、速度都应以地面或相对地面静止的物体为参考系。动能的变化

合力曲线运动变力分阶段√××提示

演绎推理法。

研考点•精准突破1.应用动能定理解题应抓住“两状态,一过程”,“两状态”即明确研究对象的始、末状态的速度或动能情况,“一过程”即明确研究过程,确定在这一过程中研究对象的受力情况和位置变化或位移信息。2.注意事项(1)动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系的,一般以地面或相对地面静止的物体为参考系。(2)当物体的运动包含多个不同过程时,可分段应用动能定理求解,也可以全过程应用动能定理求解。(3)动能是标量,动能定理是标量式,解题时不能分解动能。3.应用动能定理的解题流程

典题1(多选)质量为m的物体,在水平面上以初速度v0开始滑动,经距离d时,速度减为

v0。物体与水平面各处的动摩擦因数相同,则(

)CD典题2(2021全国乙卷)一篮球质量为m=0.60kg,一运动员使其从距地面高度为h1=1.8m处由静止自由落下,反弹高度为h2=1.2m。若使篮球从距地面h3=1.5m的高度由静止下落,并在开始下落的同时向下拍球,球落地后反弹的高度也为1.5m。假设运动员拍球时对球的作用力为恒力,作用时间为t=0.20s;该篮球每次与地面碰撞前后的动能的比值不变。重力加速度大小g取10m/s2,不计空气阻力。求:(1)运动员拍球过程中对篮球所做的功;(2)运动员拍球时对篮球的作用力的大小。答案

(1)4.5J

(2)9N审题指导

关键表述物理量及其关系运动员拍球时对球的作用力为恒力,作用时间为t=0.20

s拍球过程中球做匀变速运动,有x=at2恒力做功W=Fx篮球每次与地面碰撞前后的动能的比值不变动能比值等于碰撞前后篮球下落和上升的高度比值易错警示

(1)不能准确把握篮球每次与地面碰撞前后的动能的比值不变的含义;(2)不能根据篮球的受力情况列出下降的位移的表达式,并将下降的位移、恒力F与运动员对篮球做的功建立起联系。考点二应用动能定理求变力做功典题3

质量为m的物体以初速度v0沿水平面向左开始运动,起始点A与一轻弹簧O端相距s,如图所示。已知重力加速度大小为g,物体与水平面间的动摩擦因数为μ,物体与弹簧相碰后,弹簧的最大压缩量为x,则从开始碰撞到弹簧被压缩至最短,物体克服弹簧弹力所做的功为(

)C.μmgs D.μmg(s+x)A典题4(多选)(2023重庆模拟)游乐场有一种儿童滑轨,其竖直剖面示意图如图所示,AB部分是半径为R的四分之一圆弧轨道,BC为轨道水平部分,与半径OB垂直。一质量为m的小孩(可视为质点)从A点由静止滑下,滑到圆弧轨道末端B点时,对轨道的正压力大小为2.5mg,重力加速度大小为g。下列说法正确的是(

)BC考点三动能定理与图像的结合图像与横轴所围“面积”或图像斜率的含义

典题5(多选)图甲为一种新型的电动玩具,整体质量为m,下方的圆球里有电动机、电池、红外线发射器等,打开开关后叶片转动时会产生一个与叶片转动平面垂直的升力F,使玩具在空中飞行。将玩具从离地面高度为4h0处由静止释放,使玩具在竖直方向运动,升力F随离地面高度h变化的关系如图乙所示,重力加速度为g,玩具只受升力和自身重力作用。对于4h0~2h0过程,下列判断正确的是(

)A.玩具先做匀加速再做匀减速运动B.玩具下落到距地面3h0高处速度最大BC解析

玩具在下落过程中,根据牛顿第二定律有mg-F=ma,4h0~2h0过程中,由图可知,F从零增大到2mg,在3h0时为mg,所以加速度开始向下并逐渐减小,速度在增大,当达到3h0时合力为零,加速度为零,此时速度达到最大值,继续运动,合力向上,做减速运动,此时加速度向上并逐渐增大,速度在减小,A错误,B正确;根据上面分析,到达3h0时速度最大,F做负功,大小为图线与横轴典题6(2021湖北卷)如图甲所示,一物块以一定初速度沿倾角为30°的固定斜面上滑,运动过程中摩擦力大小Ff恒定,物块动能Ek与运动路程s的关系如图乙所示。重力加速度大小取10m/s2,物块质量m和所受摩擦力大小Ff分别为(

)A.m=0.7kg,Ff=0.5NB.m=0.7kg,Ff=1.0NC.m=0.8kg,Ff=0.5ND.m=0.8kg,Ff=1.0NA解析

0~10

m内物块上滑,由动能定理得-mgsin

30°·s-Ffs=Ek-Ek0,整理得Ek=Ek0-(mgsin

30°+Ff)s,结合0~10

m内的图像得,斜率的绝对值|k|=mgsin

30°+Ff=4

N,10~20

m内物块下滑,由动能定理得(mgsin

30°-Ff)(s-s1)=Ek,整理得Ek=(mgsin

30°-Ff)s-(mgsin

30°-Ff)s1,结合10~20

m内的图像得,斜率k'=mgsin

30°-Ff=3

N,联立解得Ff=0.5

N,m=0.7

kg,故选A。典题7(多选)(2023全国新课标卷)一质量为1kg的物体在水平拉力的作用下,由静止开始在水平地面上沿x轴运动,出发点为x轴零点,拉力做的功W与物体坐标x的关系如图所示。物体与水平地面间的动摩擦因数为0.4,重力加速度大小取10m/s2。下列说法正确的是(

)A.在x=1m时,拉力的功率为6WB.在x=4m时,物体的动能为2JC.从x=0运动到x=2m,物体克服摩擦力做的功为8JD.从x=0运动到x=4m的过程中,物体的动量最大为2kg·m/sBC规律总结

解决图像问题的基