第2讲 动能定理及其应用高考物理总复习新教材版

第6动能定理及其应用

［教材阅读指导］

(对应人教版新教材必修第二册页码及相关问题)

IDP85动能是标量，有正负吗？

提示：动能没有正负。

❷P87［例题2］。

提示：关注例题的运动过程的选取。

IBP88［练习与应用叮3,若后面还有同样木板，根据什么判断能否穿过？

题目中所说的“平均阻力”中“平均”如何理解？

提示：根据子弹射穿木板克服阻力需要做的功的大小判断能否继续穿过后面

同样的木板。“平均”是阻力在运动过程中位移(路程)上的平均。

13P88［练习与应用叮5。

提示：在脚与足球作用的过程中，脚对足球的作用力是变力，且此力的变化

规律和足球的位移均未知，故不能用功的定义式计算功。设人将足球踢出的过程

中，人对足球做的功为W,人踢足球到足球上升到最大高度的过程中，根据动能

定理有W-mg/z=/加2,代入数据解得W=100Jo

I--P100［复习与提高］B组T3；T4。

提示：T3:(1)与时间内冲击叶片圆面的气流的体积为AV=SvAt,又因为S

,,AVq

?,故后=o兀产?=7536m7s。

(2)△/时间内冲击叶片圆面的气流的动能为AEk=fAVz?,单位时间内气流的

动能为等=缺%2=L63X105J/s。

4

(3)风力发电机发电的功率P=〃等=1.63X10Wo

通过对风力发电情境的分析，培养学生建立流体模型的能力。

T4：小木块在斜面上受到的滑动摩擦力Fi=］umgcos0,在水平面上受到的滑

h(h、

动摩擦力Fi=iimgQ整个过程中滑动摩擦力做功Wf=-尸1痂-^百词，重

h

力做功为WG=mg〃，由动能定理得WG-Wf=O,联立解得》=二。由此可知，x与

斜面倾角。无关。

物理观念mi顾与重建|

物理观念1动能

1.定义：物体由于画运动而具有的能。

2.公式：Ek=[02]1m^2o

3.标矢性：动能是函]标量,只有正值，动能与速度方向画无美。

4.状态量：动能是画状态量,因为。是瞬时速度。

5.相对性：由于速度具有网相对性,所以动能也具有相对性。

6.动能的变化：物体丽末动能与函初动能之差,即AEk=S段-上讯

动能的变化是过程量。

物理观念2动能定理

1.内容：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中画动能的

变化。

2.表达式

(nw=[02]AEko

(2')W=[03]Ek2-Ekio

(3)W=[04]o

3.物理意义：国合力的功是物体动能变化的量度。

4.适用范围广泛

⑴既适用于直线运动，也适用于词曲线运动。

（2）既适用于恒力做功，也适用于西变力做功。

（3）力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以画不同时作用。

,必备知识夯实

-堵点疏通

1.合力做功是物体动能变化的原因。（）

2.如果物体所受合力不为零，那么合力的功也一定不为零。（）

3.物体的动能不变则物体的速度不变。（）

4.物体做变速运动时动能一定变化。（）

5.运用动能定理可以求变力做功。（）

答案1.V2.X3.X4.X5.V

二对点激活

L（人教版必修第二册P88-T1改编）改变汽车的质量和速度，都可能使汽车的

动能发生改变，下列几种情形中，汽车的动能不变的是（）

A.质量不变，速度增大到原来的2倍

B.速度不变，质量增大到原来的2倍

C.质量减半，速度增大到原来的2倍

D.速度减半，质量增大到原来的4倍

答案D

解析由Ek=^mv2知只有D项所述情形中汽车动能不变，故D正确。

2.（多选）关于动能定理的表达式卬=与2-石口，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总功，也可通过以下两种方式

计算：先求每个力的功再求功的代数和或先求合力再求合力的功

C.公式中的Ek2-Eki为动能的变化量，当W>0时，动能增加，当W<0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BC

解析W=Ek2-Eki中的W指合力的功，当然包括重力在内，瓜2-Eki为动

能的变化量，由合力的功来量度，W>0,AEk>0,W<0,AEk<0,动能定理也适用

于曲线运动和变力做功。故B、C正确。

3.(人教版必修第二册P88-T5改编)运动员把质量是500g的足球踢出后，某

人观察它在空中的飞行情况，估计上升的最大高度是10m,在最高点的速度为

20m/So估算出运动员踢球时对足球做的功为()

A.50JB.100J

C.150JD.无法确定

答案C

解析运动员踢球时对足球做的功w等于足球获得的初动能Eki,即W=Ekl

-0；足球上升时重力做的功等于动能的变化量，设上升到最高点时动能为Ek2,

则有一根g/z=瓜2-Eki,联立得W=Eki=Ek2+mg/i=150J,故C正确。

核心素养|发展与提升卜

考点1动能定理的理解和基本应用镯

［科学思维梳理］

L做功的过程就是能量转化的过程，动能定理表达式中的“=”的意义是一

种因果关系在数值上相等的符号。

(1)因果关系：合力做功是引起物体动能变化的原因。

(2)数量关系：合力做功与动能变化具有等量代换的关系。

(3)单位关系：国际单位制中功和能的单位都是焦耳。

2.动能定理叙述中所说的“力”，既可以是重力、弹力、摩擦力，也可以是

静电力、磁场力或其他力；既可以是恒力，也可以是变力。

3.动能定理中涉及的物理量有又I、心机、◎、W、Ek,在处理含有上述物

理量的问题时，优先考虑使用动能定理。

4.应用动能定理的注意事项

(1)应用动能定理解题应抓好“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，确定这一过程

研究对象的受力情况和位置变化或位移信息，明确各力做功的正、负，确实难以

判断的先假定为正功，最后根据结果加以检验。

(2)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。

(3)动能定理的表达式为标量式，不能在某一个方向上列动能定理方程。

例1(2021.山东高考)如图所示,粗糙程度处处相同的水平桌面上有一长为L

的轻质细杆，一端可绕竖直光滑轴。转动，另一端与质量为机的小木块相连。木

块以水平初速度。。出发，恰好能完成一个完整的圆周运动。在运动过程中，木块

所受摩擦力的大小为()

mvimvi

A屈B.而

nwimvi

rD-------

'8兀L-I671L

［答案］B

［解析］在木块运动过程中，只有摩擦力做功，而摩擦力做功与路径有关，

根据动能定理有-可得木块所受摩擦力的大小/=察，故选B。

［关键能力升华］

应用动能定理解题的一般思路

确

定

质

运动性

初、

明确解

研及薛点

究末动能方

对程

象讨、

和论

研结

究果

？正

做功

是否

做功

恒力

力？

过几个

r

功？

是负

功还

情况

？

变力

程还是

]

训练

跟进

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，横

固定

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柱体

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考）一

北高

021.河

用）（2

单应

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定理

（动能

1.

处，

点P

最高

柱体

在圆

固定

一端

绳，

轻细

长的

可伸

、不

兀R

度为

。长

所示

如图

截面

将

直。

好拉

，绳刚

。点时

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平高

一水

侧同

点右

于尸

球位

。小

小球

一个

端系

另一

小

度大

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小球

时，

竖直

细绳

分的

触部

未接

柱体

与圆

，当

释放

静止

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小球

）

）（

阻力

空气

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速度

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