第3节 动能和动能定理

第3节动能和动能定理物理观念(1)知道动能的定义和表达式。(2)知道动能定理的内容和表达式。科学思维正确理解动能定理，知道动能定理的适用条件，会用动能定理进行分析和计算。科学探究领悟应用功的表达式、牛顿第二定律和运动学公式推导动能定理的过程。科学态度与责任能用动能定理解释生产和生活中的现象或解决实际问题，提高理论与实践相结合的能力。核心素养点击运动焦耳状态量地面标量2．判断(1)速度大的物体，动能一定大。

()(2)物体的动能由质量和速度两个因素决定。

()(3)质量一定的物体，其动能与速度成正比。

()(4)动能只有大小，没有方向；只有正值，没有负值。

()××√√动能的变化Ek2－Ek1合外力做的功代数和恒力直线变力曲线2．判断(1)合外力做功不等于0，物体的动能一定变化。

()(2)物体的速度发生变化，合外力做功一定不等于0。

()(3)物体的动能增加，合外力做正功。

()(4)动能定理只适用于恒力做功和直线运动。

()√√××主题探究(一)动能和动能定理的理解【重难释解】1．动能的理解(1)是状态量：与物体的运动状态(或某一时刻的速度)相对应。(2)是标量：只有大小，没有方向；只有正值，没有负值。(3)具有相对性：选取不同的参考系，物体的速度不同，动能也不同，一般以地面为参考系。(4)动能与速度的三种关系2．对动能定理的理解(1)表达式W＝ΔEk中的W为合外力对物体做的总功。

②因果关系：合力对物体做的功决定了物体动能的变化。典例1下列关于运动物体的合外力做功和动能、速度变化的关系，正确的是 (

)A．物体做变速运动，合外力一定不为0，动能一定变化B．若合外力对物体做功为0，则合外力一定为0C．物体的合外力做功，它的速度大小一定发生变化D．物体的动能不变，所受的合外力必定为0[解析]

力是改变物体速度的原因，物体做变速运动时，合外力一定不为0，但合外力不为0时，做功可能为0，动能可能不变，故A、B错误。物体的合外力做功，它的动能一定变化，速度大小也一定变化，故C正确。物体的动能不变，所受合外力做功一定为0，但合外力不一定为0，故D错误。[答案]

C【素养训练】1．下面有关动能的说法中正确的是

(

)A．物体只有做匀速运动时，动能才不变B．物体做平抛运动时，水平方向速度不变，动能不变C．物体做自由落体运动时，速度逐渐变大，物体的动能增加D．物体的动能变化时，速度不一定变化，速度变化时，动能一定变化解析：物体只要速率不变，动能就不变，故A错误；物体做平抛运动时，速率增大，动能增大，故B错误；物体做自由落体运动时，由v＝gt知，速度逐渐变大，物体的动能增加，故C正确；物体的动能变化时，速度的大小一定变化，故D错误。答案：C

2．(2025·云南高考)如图所示，中老铁路国际旅客列车从云南某车站由静止出发，沿水平直轨道逐渐加速到144km/h，在此过程中列车对座椅上的一高中生所做的功最接近(

)A．4×105J B．4×104JC．4×103J D．4×102J答案：B

答案：ABD

2．动能定理与牛顿运动定律的比较比较内容牛顿运动定律动能定理适用条件只能研究物体在恒力作用下做直线运动的情况对于物体在恒力或变力作用下做直线运动或曲线运动均适用应用方法要考虑运动过程的每一个细节只考虑各力的做功情况及初、末状态的动能运算方法矢量运算代数运算相同点确定研究对象，对物体进行受力分析和运动过程分析结论应用动能定理解题不涉及加速度、时间，不涉及矢量运算，运算简单，不易出错典例2为了交通安全，在公路上行驶的汽车应保持必要的间距。已知某高速公路的最高限速vmax＝120km/h，假设前车突然停止，后车司机从发现情况到进行制动操作，汽车通过的位移s′＝17m，制动时汽车所受的阻力为汽车所受重力的

，则该高速公路上汽车间的安全距离至少应为多大？(g取10m/s2)解题指导根据动能定理，分别列出公式中等号左侧的功和等号右侧初末状态的动能，即可求解得到需要的物理量的值。[答案]

128m答案：CD

答案：D

6．(2025·福建高考)如图甲，水平地面上有A、B两个物块，两物块质量均为0.2kg，A与地面间的动摩擦因数为μ＝0.25，B与地面无摩擦，两物块在外力F的作用下向右前进，F与位移x的图像如图乙所示，P为圆弧最低点，M为最高点，水平地面长度大于4m，重力加速度g＝10m/s2。求：(1)0～1m，F做的功；(2)x＝1m时，A与B之间的弹力；(3)要保证B能到达M点，圆弧半径r满足的条件。答案：(1)1.5J

(2)0.5N

(3)r≤0.2m如图所示，用细线通过定滑轮连接小车与钩码，纸带通过打点计时器与小车相连。实验中，通过改变钩码数量来改变小车所受拉力的大小，测出需要测的物理量。比较W和ΔEk的大小关系，可以得出什么结论？提示：挂钩码前，调节木板左侧的高度，直至向右轻推小车，小车做匀速运动时，就平衡了小车的摩擦力。要使小车所受的合力近似等于钩码的重力，小车的质量应远大于钩码的质量。从表中数据可以看出，在误差范围内拉力对小车所做的功等于小车动能的增量。答案：BCD2.(2024·广州高一调研)如图所示，电梯质量为M，在它的水平地板上放置一质量为m的物体。电梯在钢索的拉力作