2026版创新设计高考总复习物理(人教基础版)学生用-第2讲 动能定理及其应用

第2讲动能定理及其应用学习目标1.理解动能、动能定理,会用动能定理解决一些基本问题。2.能利用动能定理求变力做的功。3.掌握解决动能定理与图像结合的问题的方法。考点一动能定理的理解与基本应用1.动能(1)定义:物体由于运动而具有的能量叫作动能。(2)公式:Ek=。

(3)单位:焦耳,1J=1N·m=1kg·m2/s2。(4)标矢性:动能是标量,动能与速度方向无关。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。

(2)表达式:W合=ΔEk=。

(3)物理意义:的功是物体动能变化的量度。

说明:(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)动能是标量,动能定理是标量式,解题时不能分解动能。3.两个关系(1)数量关系:合力做的功与物体动能的变化量具有等量代换关系,但并不是说动能的变化量就是合力做的功。(2)因果关系:合力做功是引起物体动能变化的原因。判断正误(1)一定质量的物体动能变化时,速度一定变化,但速度变化时,动能不一定变化。()(2)物体在合力作用下做变速运动时,动能一定变化。()(3)物体的动能不变,所受的合力必定为零。()(4)合力对物体做正功,物体的动能增加;合力对物体做负功,物体的动能减少。()例1(2024·新课标卷,15)福建舰是我国自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。借助配重小车可以进行弹射测试,测试时配重小车被弹射器从甲板上水平弹出后,落到海面上。调整弹射装置,使小车水平离开甲板时的动能变为调整前的4倍。忽略空气阻力,则小车在海面上的落点与其离开甲板处的水平距离为调整前的()A.0.25倍 B.0.5倍 C.2倍 D.4倍听课笔记

人教版教材必修第二册P88练习与应用T1利用Ek=12mv2分析不同情况下动能的变化,本高考试题用Ek=12mv2分析动能变为原来的4倍时速度的变化,再结合平抛运动规律进行分析,1.改变汽车的质量和速度,都可能使汽车的动能发生改变。在下列几种情况下,汽车的动能各是原来的几倍?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4倍D.速度减半,质量增大到原来的4倍例2(2025·八省联考云南卷,4)如图所示,“套圈”活动中,某同学将相同套环分两次从同一位置水平抛出,分别套中Ⅰ、Ⅱ号物品。若套环可近似视为质点,不计空气阻力,则()A.套中Ⅰ号物品,套环被抛出的速度较大B.套中Ⅰ号物品,重力对套环做功较小C.套中Ⅱ号物品,套环飞行时间较长D.套中Ⅱ号物品,套环动能变化量较小听课笔记

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.动能定理的应用技巧例3(2025·北师大附中高三月考)在水平恒力作用下,物体沿粗糙水平地面运动,在物体的速度由0增大到v的过程中,恒力做功W1,在物体的速度由v增大到2v的过程中,恒力做功W2,则W1∶W2为()A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.1∶4听课笔记

考点二应用动能定理求变力做功例4(2024·安徽卷,2)某同学参加户外拓展活动,遵照安全规范,坐在滑板上,从高为h的粗糙斜坡顶端由静止下滑,至底端时速度为v,已知人与滑板的总质量为m,可视为质点,重力加速度大小为g,不计空气阻力,则此过程中人与滑板克服摩擦力做的功为()A.mgh B.12mv2 C.mgh+12mv2 D.mgh-1听课笔记

粤教版教材必修第二册P94练习T1和本高考试题均以斜坡类轨道为习题背景,利用动能定理求解运动过程中阻力做的功,分析思路与方法基本相同。1.如图所示是游乐场中的水滑梯,可视为由倾斜的光滑轨道和水平的阻力轨道组成。水平轨道的长度为25m。若人从水滑梯的顶端滑下到最低点时的速度为10m/s,人在水平轨道上受到的平均阻力与重力成正比,重力加速度g=10m/s2。出于安全考虑,要求人在到达水平轨道末端之前速度减为零,则人在水平轨道上受到的平均阻力至少为重力的多少倍?例5(2024·新课标卷,24)将重物从高层楼房的窗外运到地面时,为安全起见,要求下降过程中重物与楼墙保持一定的距离。如图,一种简单的操作方法是一人在高处控制一端系在重物上的绳子P,另一人在地面控制另一根一端系在重物上的绳子Q,二人配合可使重物缓慢竖直下降。若重物的质量m=42kg,重力加速度大小g=10m/s2。当P绳与竖直方向的夹角α=37°时,Q绳与竖直方向的夹角β=53°(sin37°=0.6)。(1)求此时P、Q绳中拉力的大小;(2)若开始竖直下降时重物距地面的高度h=10m,求在重物下降到地面的过程中,两根绳子拉力对重物做的总功。

在一个有变力做功的过程中,当变力做功无法直接通过功的公式求解时,可用动能定理W变+W恒=12mv22-12mv12,若物体初、末速度已知,恒力做功W恒可根据功的公式求出,则W变=12mv2考点三动能定理与图像结合的问题图像所围“面积”和图像斜率的含义例6(多选)(2025·陕西咸阳模拟)如图(a)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(b)所示。重力加速度大小取10m/s2,下列判断正确的是()A.物块的质量为0.7kgB.物块所受摩擦力大小为1NC.物块在最高点时重力势能为30JD.物块上滑过程克服摩擦力做功为5J听课笔记

例7(多选)(2025·海南名校联考)某次十米跳台跳水训练中某运动员从静止开始下落,入水后运动员始终受到恒定的阻力作用(运动员未触及池底),设运动员的速度大小为v,动能为Ek,重力势能为Ep,机械能为E,忽略空气阻力,已知池水深度约为5.4m,运动员视为质点,下列有关该运动员向下运动过程的图像可能正确的是()听课笔记

总结提升解决图像问题的基本步骤例8(2025·辽宁葫芦岛模拟)海啸是一种灾难性的海浪,通常由海底地震引起海底隆起和下陷所致,海底突然变形,致使从海底到海面的海水整体发生大的涌动,形成海啸袭击沿岸地区,给人们带来巨大的损失。某兴趣小组,对海啸的威力进行了模拟研究,设计了如下的模型:如图甲所示,在水平地面上放置一个质量为m=8kg的物体,让其在随位移均匀减小的水平推力(模拟海啸)作用下由静止开始运动,推力F随位移x变化的图像如图乙所示,已知物体与地面之间的动摩擦因数为μ=0.5,g=10m/s2。求:(1)物体在水平地面上运动的最大位移;(2)物体在水平地面上所能达到的最大速度(结果可用根号表示)。