2025高考物理總復(fù)習(xí)動(dòng)能定理及其應(yīng)用

第2講動(dòng)能定理及其應(yīng)用高考總復(fù)習(xí)2025考點(diǎn)一動(dòng)能定理的理解和基本應(yīng)用強(qiáng)基礎(chǔ)?固本增分一、動(dòng)能1.定義:物體由于

而具有的能。

2.公式:Ek=

。

3.單位:

,1J=1N·m=1kg·m2/s2。

4.標(biāo)矢性:動(dòng)能是

,動(dòng)能與速度方向

。

也叫動(dòng)能的增量5.動(dòng)能的變化:物體

與

之差,即ΔEk=

。

運(yùn)動(dòng)焦耳標(biāo)量無關(guān)末動(dòng)能初動(dòng)能二、動(dòng)能定理

不用規(guī)定正方向,但要明確各力做功的正負(fù)

所有外力做功的代數(shù)和1.內(nèi)容:在一個(gè)過程中合力對(duì)物體所做的功,等于物體在這個(gè)過程中

。

2.表達(dá)式:W=ΔEk=Ek2-Ek1=

。

3.物理意義:

做的功是物體動(dòng)能變化的量度。

4.適用條件(1)動(dòng)能定理既適用于直線運(yùn)動(dòng),也適用于

。

(2)動(dòng)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(shí)作用,也可以

作用。

5.應(yīng)用動(dòng)能定理時(shí),物體的位移、速度都應(yīng)以地面或相對(duì)地面靜止的物體為參考系。動(dòng)能的變化

合力曲線運(yùn)動(dòng)變力分階段√××提示

演繹推理法。

研考點(diǎn)?精準(zhǔn)突破1.應(yīng)用動(dòng)能定理解題應(yīng)抓住“兩狀態(tài),一過程”,“兩狀態(tài)”即明確研究對(duì)象的始、末狀態(tài)的速度或動(dòng)能情況,“一過程”即明確研究過程,確定在這一過程中研究對(duì)象的受力情況和位置變化或位移信息。2.注意事項(xiàng)(1)動(dòng)能定理中的位移和速度必須是相對(duì)于同一個(gè)參考系的,一般以地面或相對(duì)地面靜止的物體為參考系。(2)當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)包含多個(gè)不同過程時(shí),可分段應(yīng)用動(dòng)能定理求解,也可以全過程應(yīng)用動(dòng)能定理求解。(3)動(dòng)能是標(biāo)量,動(dòng)能定理是標(biāo)量式,解題時(shí)不能分解動(dòng)能。3.應(yīng)用動(dòng)能定理的解題流程

典題1(多選)質(zhì)量為m的物體,在水平面上以初速度v0開始滑動(dòng),經(jīng)距離d時(shí),速度減為

v0。物體與水平面各處的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,則(

)CD典題2(2021全國乙卷)一籃球質(zhì)量為m=0.60kg,一運(yùn)動(dòng)員使其從距地面高度為h1=1.8m處由靜止自由落下,反彈高度為h2=1.2m。若使籃球從距地面h3=1.5m的高度由靜止下落,并在開始下落的同時(shí)向下拍球,球落地后反彈的高度也為1.5m。假設(shè)運(yùn)動(dòng)員拍球時(shí)對(duì)球的作用力為恒力,作用時(shí)間為t=0.20s;該籃球每次與地面碰撞前后的動(dòng)能的比值不變。重力加速度大小g取10m/s2,不計(jì)空氣阻力。求:(1)運(yùn)動(dòng)員拍球過程中對(duì)籃球所做的功;(2)運(yùn)動(dòng)員拍球時(shí)對(duì)籃球的作用力的大小。答案

(1)4.5J

(2)9N審題指導(dǎo)

關(guān)鍵表述物理量及其關(guān)系運(yùn)動(dòng)員拍球時(shí)對(duì)球的作用力為恒力,作用時(shí)間為t=0.20

s拍球過程中球做勻變速運(yùn)動(dòng),有x=at2恒力做功W=Fx籃球每次與地面碰撞前后的動(dòng)能的比值不變動(dòng)能比值等于碰撞前后籃球下落和上升的高度比值易錯(cuò)警示

(1)不能準(zhǔn)確把握籃球每次與地面碰撞前后的動(dòng)能的比值不變的含義;(2)不能根據(jù)籃球的受力情況列出下降的位移的表達(dá)式,并將下降的位移、恒力F與運(yùn)動(dòng)員對(duì)籃球做的功建立起聯(lián)系?？键c(diǎn)二應(yīng)用動(dòng)能定理求變力做功典題3

質(zhì)量為m的物體以初速度v0沿水平面向左開始運(yùn)動(dòng),起始點(diǎn)A與一輕彈簧O端相距s,如圖所示。已知重力加速度大小為g,物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,物體與彈簧相碰后,彈簧的最大壓縮量為x,則從開始碰撞到彈簧被壓縮至最短,物體克服彈簧彈力所做的功為(

)C.μmgs D.μmg(s+x)A典題4(多選)(2023重慶模擬)游樂場有一種兒童滑軌,其豎直剖面示意圖如圖所示,AB部分是半徑為R的四分之一圓弧軌道,BC為軌道水平部分,與半徑OB垂直。一質(zhì)量為m的小孩(可視為質(zhì)點(diǎn))從A點(diǎn)由靜止滑下,滑到圓弧軌道末端B點(diǎn)時(shí),對(duì)軌道的正壓力大小為2.5mg,重力加速度大小為g。下列說法正確的是(

)BC考點(diǎn)三動(dòng)能定理與圖像的結(jié)合圖像與橫軸所圍“面積”或圖像斜率的含義

典題5(多選)圖甲為一種新型的電動(dòng)玩具,整體質(zhì)量為m,下方的圓球里有電動(dòng)機(jī)、電池、紅外線發(fā)射器等,打開開關(guān)后葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與葉片轉(zhuǎn)動(dòng)平面垂直的升力F,使玩具在空中飛行。將玩具從離地面高度為4h0處由靜止釋放,使玩具在豎直方向運(yùn)動(dòng),升力F隨離地面高度h變化的關(guān)系如圖乙所示,重力加速度為g,玩具只受升力和自身重力作用。對(duì)于4h0~2h0過程,下列判斷正確的是(

)A.玩具先做勻加速再做勻減速運(yùn)動(dòng)B.玩具下落到距地面3h0高處速度最大BC解析

玩具在下落過程中,根據(jù)牛頓第二定律有mg-F=ma,4h0~2h0過程中,由圖可知,F從零增大到2mg,在3h0時(shí)為mg,所以加速度開始向下并逐漸減小,速度在增大,當(dāng)達(dá)到3h0時(shí)合力為零,加速度為零,此時(shí)速度達(dá)到最大值,繼續(xù)運(yùn)動(dòng),合力向上,做減速運(yùn)動(dòng),此時(shí)加速度向上并逐漸增大,速度在減小,A錯(cuò)誤,B正確;根據(jù)上面分析,到達(dá)3h0時(shí)速度最大,F做負(fù)功,大小為圖線與橫軸典題6(2021湖北卷)如圖甲所示,一物塊以一定初速度沿傾角為30°的固定斜面上滑,運(yùn)動(dòng)過程中摩擦力大小Ff恒定,物塊動(dòng)能Ek與運(yùn)動(dòng)路程s的關(guān)系如圖乙所示。重力加速度大小取10m/s2,物塊質(zhì)量m和所受摩擦力大小Ff分別為(

)A.m=0.7kg,Ff=0.5NB.m=0.7kg,Ff=1.0NC.m=0.8kg,Ff=0.5ND.m=0.8kg,Ff=1.0NA解析

0~10

m內(nèi)物塊上滑,由動(dòng)能定理得-mgsin

30°·s-Ffs=Ek-Ek0,整理得Ek=Ek0-(mgsin

30°+Ff)s,結(jié)合0~10

m內(nèi)的圖像得,斜率的絕對(duì)值|k|=mgsin

30°+Ff=4

N,10~20

m內(nèi)物塊下滑,由動(dòng)能定理得(mgsin

30°-Ff)(s-s1)=Ek,整理得Ek=(mgsin

30°-Ff)s-(mgsin

30°-Ff)s1,結(jié)合10~20

m內(nèi)的圖像得,斜率k'=mgsin

30°-Ff=3

N,聯(lián)立解得Ff=0.5

N,m=0.7

kg,故選A。典題7(多選)(2023全國新課標(biāo)卷)一質(zhì)量為1kg的物體在水平拉力的作用下,由靜止開始在水平地面上沿x軸運(yùn)動(dòng),出發(fā)點(diǎn)為x軸零點(diǎn),拉力做的功W與物體坐標(biāo)x的關(guān)系如圖所示。物體與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4,重力加速度大小取10m/s2。下列說法正確的是(

)A.在x=1m時(shí),拉力的功率為6WB.在x=4m時(shí),物體的動(dòng)能為2JC.從x=0運(yùn)動(dòng)到x=2m,物體克服摩擦力做的功為8JD.從x=0運(yùn)動(dòng)到x=4m的過程中,物體的動(dòng)量最大為2kg·m/sBC規(guī)律總結(jié)

解決圖像問題的基