2022屆全國(guó)新高考物理沖刺復(fù)習(xí) 動(dòng)能和動(dòng)能定理

2022屆全國(guó)新高考物理沖刺復(fù)習(xí)

動(dòng)能和動(dòng)能定理

考點(diǎn)一、動(dòng)能

1、動(dòng)能的定義

（1）由于運(yùn)動(dòng)而具有的能；

（2）等于物體的質(zhì)量與物體速度的二次方乘積的一半。

2、動(dòng)能的單位：與功的單位相同，國(guó)際單位為焦耳，lJ=lkg-m2-s-2。

3、動(dòng)能的表達(dá)式：Ek=1mv2

（1）v是瞬時(shí)速度的大小，與方向無(wú)關(guān)；

（2）對(duì)于不同參考系，速度也不同，一般以地面為參考系；

（3）動(dòng)能是標(biāo)量（只有正值），是狀態(tài)量。

（4）同一物體動(dòng)能變化，速度（大?。┮欢ㄗ兓凰俣龋ǚ较颍┳兓?，動(dòng)能不一定變化。

4、動(dòng)能的變化量

.r-1212

/=3叫i-/w初

【典例詳析】

例1、（多選）關(guān)于動(dòng)能，下列說(shuō)法中正確的是（）

A、動(dòng)能是普遍存在的機(jī)械能中的一種基本形式，凡是運(yùn)動(dòng)的物體都有動(dòng)能

B、公式Ek=；mv2中，速度v是物體相對(duì)于地面的速度，且動(dòng)能總是正值

C、一定質(zhì)量的物體，動(dòng)能變化時(shí)，速度一定變化，但速度變化時(shí)，動(dòng)能不一定變化

D、動(dòng)能不變的物體，一定處于平衡狀態(tài)

【答案】AC

例2、如圖所示，在水平桌面上的A點(diǎn)有一個(gè)質(zhì)量為m的物體以初速度vo被拋出，不計(jì)空氣阻力，當(dāng)它

到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，則（）

A

77377777

H

7777777777777777T

A.動(dòng)能與vo的方向有關(guān)

B.動(dòng)能大小為j+mgh

C.動(dòng)能大小與參考平面的選取有關(guān)

D.改變vo的大小和方向，物體不可能再次經(jīng)過(guò)B點(diǎn)

【答案】Bo

例3、用電梯將貨物沿豎直方向勻速提升一段距離.關(guān)于這一過(guò)程中，電梯對(duì)貨物的支持力所做的功、重

力對(duì)貨物做的功以及貨物動(dòng)能的變化，下列說(shuō)法中正確的是（）

A.重力做正功，支持力做負(fù)功，物體的動(dòng)能增大

B.重力做負(fù)功，支持力做正功，物體的動(dòng)能不變

C.重力做負(fù)功，支持力做正功，物體的動(dòng)能增大

D.重力不做功，支持力做負(fù)功，物體的動(dòng)能不變

【答案】Bo

例4、（多選）下列方法能使汽車的動(dòng)能變?yōu)樵瓉?lái)的2倍的是（）

A.質(zhì)量不變，速度增大到原來(lái)的2倍

B.速度不變，質(zhì)量增大到原來(lái)的2倍

C.質(zhì)量減半，速度增大到原來(lái)的2倍

D.速度減半，質(zhì)量增大到原來(lái)的2倍

【答案】BC

考點(diǎn)二、動(dòng)能定理及其應(yīng)用（不涉及加速度或者時(shí)間問(wèn)題時(shí)常用）

1、動(dòng)能定理的內(nèi)容

合外力所做的功等于物體動(dòng)能的變化。合外力做功導(dǎo)致動(dòng)能發(fā)生變化。

2,表達(dá)式

（1）W=1mV22—^mVi2

（2）W=Ek2—Ek尸阻

3、動(dòng)能定理的應(yīng)用

適用于恒力做功和直線運(yùn)動(dòng)，適用于變力做功和曲線運(yùn)動(dòng)。

4、動(dòng)能定理的理解

（1）等值關(guān)系

某物體的動(dòng)能變化量總等于合力對(duì)它做的功.

（2）因果關(guān)系

合力對(duì)物體做功是引起物體動(dòng)能變化的原因，合力做功的過(guò)程實(shí)際上是其他形式的能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化的過(guò)

程，轉(zhuǎn)化了多少由合力做了多少功來(lái)度量.

5、應(yīng)用動(dòng)能定理解題的步驟

（1）確定研究對(duì)象和研究過(guò)程（研究對(duì)象一般為單個(gè)物體或相對(duì)靜止的物體組成的系統(tǒng)）.

（2）對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析（注意哪些力做功或不做功）.

（3）確定合外力對(duì)物體做的功（注意功的正負(fù)）.

（4）確定物體的初、末動(dòng)能（注意動(dòng)能增量是末動(dòng)能減初動(dòng)能）.

（5）根據(jù)動(dòng)能定理列式、求解.

6、動(dòng)能定理與牛二定律的比較

（1）相同點(diǎn)：確定研究對(duì)象，對(duì)物體進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析

（2）適用條件

牛頓運(yùn)動(dòng)定律只能研究在恒力作用下物體做直線運(yùn)動(dòng)；

動(dòng)能定理對(duì)于物體在恒力或變力作用下，物體做直線或曲線運(yùn)動(dòng)均適用；

（3）應(yīng)用方法

牛頓運(yùn)動(dòng)定律要考慮運(yùn)動(dòng)過(guò)程的每一個(gè)細(xì)節(jié)，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解題；

動(dòng)能定理只考慮各力的做功情況及初、末狀態(tài)的動(dòng)能；

（4）運(yùn)算方法

牛頓運(yùn)動(dòng)定律矢量運(yùn)算；

動(dòng)能定理代數(shù)運(yùn)算；

【典例詳析】

例5、關(guān)于動(dòng)能定理，下列說(shuō)法中正確的是（）

A、某過(guò)程中外力的總功等于各力做功的絕對(duì)值之和

B、只要合外力對(duì)物體做功，物體的動(dòng)能就一定改變

C、在物體動(dòng)能不改變的過(guò)程中，動(dòng)能定理不適用

D、動(dòng)能定理只適用于受恒力作用而加速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程

【答案】B

例6、關(guān)于動(dòng)能定理的表達(dá)式亞=￡1<2-￡1;1,下列說(shuō)法正確的是（）

A、公式中的W為不包含重力的其他力做的總功

B、公式中的Ek2-Ekl為動(dòng)能的增量，當(dāng)W>0時(shí)，動(dòng)能增加；當(dāng)W<0時(shí)，動(dòng)能減少

C、動(dòng)能定理適用于直線運(yùn)動(dòng)，但不適用于曲線運(yùn)動(dòng)；適用于恒力做功，但不適用于變力做功

D、公式中的W為包含重力在內(nèi)的所有外力做的功，也可通過(guò)以下兩種方式計(jì)算：先求每個(gè)外力的功，再

求功的代數(shù)和；或者先求合外力，再求合外力的功

【答案】BD

例8、某同學(xué)為探究“恒力做功與物體動(dòng)能改變的關(guān)系”，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，他的操作步驟是:

小車打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

①擺好實(shí)驗(yàn)裝置如圖

②將質(zhì)量為200g的小車?yán)酱螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，并按住小車

③在質(zhì)量為10g、30g、50g的三種鉤碼中，他挑選了一個(gè)質(zhì)量為50g的鉤碼掛在拉線P上

④釋放小車，打開(kāi)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，打出一條紙帶

(1)在多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)得到的紙帶中取出較為滿意的一條，經(jīng)測(cè)量、計(jì)算，得到如下數(shù)據(jù)：

a、第一個(gè)點(diǎn)到第N個(gè)點(diǎn)的距離為40cm

b、打下第N點(diǎn)時(shí)小車的速度大小為1.00m/s

該同學(xué)將鉤碼的重力當(dāng)作小車所受的拉力算出拉力，對(duì)小車做的功為J,小車動(dòng)能的增量為J?

(2)此次實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果，他沒(méi)能得到“恒力對(duì)物體做的功，等于物體動(dòng)能的增量”，且誤差很大，顯然，在

實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中忽視了各種產(chǎn)生誤差的因素。請(qǐng)你根據(jù)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程幫助分析一下，造成較大誤

差的主要原因是(至少說(shuō)出兩種可能)：。

【答案】(1)0.196；0.100；(2)沒(méi)有平衡摩擦力，小車質(zhì)量沒(méi)有遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量.

例9、質(zhì)量為2t的汽車在平直公路上由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，若保持牽引力恒定，則在30s內(nèi)速度增大到I5m/s,

這時(shí)汽車剛好達(dá)到額定功率，然后保持額定輸出功率不變，再運(yùn)動(dòng)15s達(dá)到最大速度20m/s,求：

(1)汽車的額定功率；

(2)汽車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力；

(3)汽車在45s共前進(jìn)多少路程。

【答案】

(1)汽車的額定功率為60kW；

(2)汽車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力為3000N；

(3)汽車在45s共前進(jìn)多少路程為466.7m。

【課后訓(xùn)練】

1、關(guān)于動(dòng)能定理，下列說(shuō)法中正確的是（）

A.在某過(guò)程中，外力做的總功等于各個(gè)力單獨(dú)做功的絕對(duì)值之和

B.只要有力對(duì)物體做功，物體的動(dòng)能就一定改變

C.動(dòng)能定理只適用于直線運(yùn)動(dòng)，不適用于曲線運(yùn)動(dòng)

D.動(dòng)能定理既適用于恒力做功的情況，又適用于變力做功的情況

【答案】D

2、在同一位置以相同的速率把三個(gè)小球分別沿水平、斜向上、斜向下方向拋出，不計(jì)空氣阻力，則落在

同一水平地面時(shí)的速度大?。ǎ?。

A、一樣大B、水平拋的最大

C、斜向上拋的最大D、斜向下拋的最大

【答案】A

3、（多選）一質(zhì)量為0.1kg的小球，以5m/s的速度在光滑水平面上勻速運(yùn)動(dòng)，與豎直墻壁碰撞后以原速

率反彈，若以彈回的速度方向?yàn)檎较?，則小球碰墻過(guò)程中的速度變化和動(dòng)能變化分別是（）

A、Av=0B、△u=10〃?/sc、△Ek=lJD、△線=。

【答案】AD

4、一個(gè)物體的速度從0增大到V,外力對(duì)物體做功為Wi；速度再?gòu)腣增大到2V,外力做功為W2,則

W1和W2的關(guān)系正確的是（）

A、Wi=W2B、W,=2W2

C、W2=3W|D、W2=4W|

【答案】C

5、（多選）在平直公路上，汽車由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度達(dá)到Vmax后，立即關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)直至靜

止，V-t圖象如圖所示，設(shè)汽車的牽引力為F,受到的摩擦力為f,全程中牽引力做功為W1,克服摩擦力做

功為W2，則（）

A.F：f=1：3B.Wi:W2=l：1C.F:f=4：1D.Wi:W2=l：3

【答案】BC

6、一學(xué)生用100N的力將靜置于地面上的質(zhì)量為0.5kg的球以8m/s的初速度沿水平方向踢出20m遠(yuǎn)，則

該學(xué)生對(duì)球做的功是()

A.200JB.16JC.1000JD.無(wú)法確定

【答案】B。

7、在水平放置的長(zhǎng)直木板槽中，一木塊以6.0m/s的初速度開(kāi)始滑動(dòng).滑行4.0m后速度減為4.0m/s,若木

板槽粗糙程度處處相同，此后木塊還可以向前滑行多遠(yuǎn)？

【答案】3.2m

8、一架噴氣式飛機(jī)，質(zhì)量m=5xl()3kg,起飛過(guò)程中從靜止開(kāi)始滑跑的路程為s=5.3xl()2m時(shí)，達(dá)到起飛的

速度v=60m/s,在此過(guò)程中飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)重量的0.02倍(k=0.02),求飛機(jī)受到的牽引力。(結(jié)

果保留兩位有效數(shù)字)

【答案】l.SxlO4N

9、質(zhì)量為m的物體以速度V。豎直向上拋出，物體落回地面時(shí)度大小為O.75vo,設(shè)物體在運(yùn)動(dòng)中所受空氣

阻力大小不變，求：

(1)物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受空氣阻力的大??；

(2)若物體與地面碰撞過(guò)程中無(wú)能量損失，求物體運(yùn)動(dòng)的總路程

【答案】(1)工mg；(2)

25414g

10、如圖所示，在光滑的水平面上有一平板小車M正以速度v向右運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)將一質(zhì)量為m的木塊無(wú)初速

度放上小車，由于木塊和小車間的摩擦力作用，小車的速度將發(fā)生變化。為使小車保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)速度不

變，必須及時(shí)對(duì)小車施加一向右的水平恒力F。當(dāng)F作用一段時(shí)間后把它撤去時(shí)，木塊恰能隨小車一起以

速度v共同向右運(yùn)動(dòng)。設(shè)木塊和小車間的動(dòng)摩擦因素為R,求在上述過(guò)程中，水平恒力F