2022年高考物理一輪-動能定理學生版

5.2動能定理

必備知識清單

一、動能

1.定義：物體由于—而具有的能.

2.公式：

3.單位：,1J=1N-m=1kg-m2/s2.

4.標矢性：動能是,動能與速度方向-

2

5.動能的變化：物體與之差，即AEk=1nw2—

二、動能定理

1.內(nèi)容：在一個過程中合力對物體所做的功，等于物體在這個過程中

2.表達式：W=AEk=Ek2—a1=3"如錯誤！一錯誤!〃如錯誤！.

3.物理意義：合力的功是物體動能變化的量度.

4.適用條件：

(1)動能定理既適用于直線運動，也適用于

(2)動能定理既適用于恒力做功，也適用于做功.

(3)力可以是各種性質(zhì)的力，既可以同時作用，也可以作用.

如圖1所示，物塊沿粗糙斜面下滑至水平面；小球由內(nèi)壁粗糙的圓弧軌道底端運動至頂端(軌

道半徑為R).

圖1

對物塊有WG+W+Wn~2mv2~2mVQ1

對小球有一2"織7?+Wf=%"

命題點精析(一)對動能定理的理解和應用

1.動能定理表明了“三個關系”

（1）數(shù)量關系：合外力做的功與物體動能的變化具有等量代換關系，但并不是說動能變化就

是合外力做的功.

（2）因果關系：合外力做功是引起物體動能變化的原因.

（3）量綱關系：單位相同，國際單位都是焦耳.

2.標量性

動能是標量，功也是標量，所以動能定理是一個標量式，不存在方向的選取問題.當然動能

定理也就不存在分量的表達式.

典型例題

【例1關于運動物體所受的合外力、合外力做的功及動能變化的關系，下列說

法正確的是（）

A.合外力為零，則合外力做功一定為零

B.合外力做功為零，則合外力一定為零

C.合外力做功越多，則動能一定越大

D.動能不變，則物體合外力一定為零

【練1在籃球比賽中，某位同學獲得罰球機會，他站在罰球線處用力將籃球投出，籃球

約以1m/s的速度撞擊籃筐.已知籃球質(zhì)量約為0.6kg,籃筐離地高度約為3m,忽略籃球受

到的空氣阻力，則該同學罰球時對籃球做的功大約為（）

A.1JB.8J

C.50JD.100J

【練2】（多選）如圖所示，一塊長木板B放在光滑的水平面上，在2上放一物體A,現(xiàn)以恒定

的外力拉8,由于A、8間摩擦力的作用，A將在8上滑動，以地面為參考系，A、8都向

前移動了一段距離.在此過程中（）

FLF

'.〃.〃..〃.〃.〃..〃〃/〃〃/〃〃/〃〃/〃〃/

A.外力廠做的功等于A和8動能的增量

B.8對A的摩擦力所做的功等于A的動能的增量

C.A對B的摩擦力所做的功等于2對A的摩擦力所做的功

D.外力廠對3做的功等于B的動能的增量與B克服摩擦力所做的功之和

命題點精析(二)動能定理的基本應用

1.應用流程

一

解

分階

方

或

段

確定研究程

過

全

、

對象和研得

列

程

出

究過程程

方

結

果

一

2.注意事項

(1)動能定理中的位移和速度必須是相對于同一個參考系的，一般以地面或相對地面靜止的

物體為參考系.

(2)應用動能定理的關鍵在于準確分析研究對象的受力情況及運動情況，可以畫出運動過程

的草圖，借助草圖理解物理過程之間的關系.

(3)當物體的運動包含多個不同過程時，可分段應用動能定理求解；也可以全過程應用動能

定理.

(4)列動能定理方程時，必須明確各力做功的正、負，確實難以判斷的先假定為正功，最后

根據(jù)結果加以檢驗.

【例2】如圖所示，飛機先在水平跑道上從靜止開始加速滑行，行駛距離x=600

m后達到切=216km/h的速度起飛，飛機滑行過程可視為勻加速直線運動，所

受阻力大小恒為自身重力的0.1。起飛后，飛機以離地時的功率爬升f=20min,

上升了〃=8000m,速度增力口至Us=720km/h。已知飛機的質(zhì)量機=1X1()5kg,

重力加速度大小g取10m/s2o求：

600m

⑴飛機在地面滑行時所受牽引力的大小B

(2)飛機在爬升過程中克服空氣阻力做的功叼。

【練31（多選）如圖所示為一滑草場.某條滑道由上下兩段高均為h,與水平面傾角分別為45°

和37。的滑道組成，載人滑草車與草地之間的動摩擦因數(shù)為〃.質(zhì)量為m的載人滑草車從坡頂

由靜止開始自由下滑，經(jīng)過上、下兩段滑道后，最后恰好靜止于滑道的底端（不計載人滑草

車在兩段滑道交接處的能量損失，重力加速度為g,51137。=0.6,cos37o=0.8）.貝U（）

A.動摩擦因數(shù)〃=

B.載人滑草車最大速度為錯誤！

C.載人滑草車克服摩擦力做功為機g/z

3

D.載人滑草車在下段滑道上的加速度大小為射

【練4】如圖所示，半徑為，的半圓弧軌道A8C固定在豎直平面內(nèi)，直徑AC水平，一個質(zhì)量

為根的物塊從圓弧軌道A端正上方尸點由靜止釋放，物塊剛好從A點無碰撞地進入圓弧軌

道并做勻速圓周運動，到B點時對軌道的壓力大小等于物塊重力的2倍，重力加速度為g,

不計空氣阻力，不計物塊的大小，貝U：

pp

⑴物塊到達A點時的速度大小和PA間的高度差分別為多少？

（2）物塊從A運動到B所用時間和克服摩擦力做的功分別為多少？

命題點精析（三）動能定理與圖像綜合問題

1.四類圖像所圍“面積”的意義

p-t圖線圍成的面積表示

[p-t圖像依據(jù)

廠力所做的功

2.解決動能定理與圖像問題的基本步驟

第「

應

標所對

、橫坐

坐標

清縱

像，弄

的圖

給出

題目

一觀察

步

理意義

示的物

線所表

量及圖

工的物理

第

二

物

應的

所對

坐標

與橫

坐標

出縱

推導

規(guī)律

物理

步根據(jù)

式

關系

函數(shù)

間的

〕理量

的交

圖線

距、

、截

斜率

線的

出圖

式找

關系

函數(shù)

根據(jù)

解答問

，分析

意義

物理

應的

所對

面積

下的

圖線

點、

式

關系

函數(shù)

代人

定值

的特

線上

數(shù)圖

用函

或利

題，

量

求物理

體,

斜面

固定

0。的

為，=3

傾角

有一

面上

球表

該星

,假設

6m

X10

R=6

徑為

球半

】某星

【例3

斜面平

始終與

力F

動，

上運

面向

沿斜

開始

靜止

下從

作用

力F

塊在

小物

g的

m=lk

量為

一質(zhì)

律如

化的規(guī)

x變

位移

F隨

，力

2=竽

因數(shù)

摩擦

的動

面間

和斜

物塊

知小

示.已

甲所

如圖

行，

有引力

已知萬

零，

好為

度恰

時速

動12m

塊運

小物

如果

向），

正方

上為

面向

沿斜

示（取

圖乙所

字）

效數(shù)

位有

留一

果保

算結

：（計

試求

2/kg2.

N-m

IO—

.67X

G=6

常量

乙

甲

小;

的大

速度g

力加

的重

面上