第20讲 动能定理的理解及应用（课件）2025年高考物理一轮复习讲练测（新教材新高考）

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动能定理的理解和基本应用
应用动能定理求变力的功
动能定理与图像结合的问题
动能定理在多过程问题中的应用
动能定理与图像结合的问题
应用动能定理求变力的功
应用动能定理解决多过程问题
确定研究对象和研究过程
几个力？恒力还是变力？
是否做功？正功还是负功？
分阶段或全过程列动能定理方程求解
v-t图线与横轴围成的面积表示位移
a-t图线与横轴围成的面积表示速度的变化量
F-x图线与横轴围成的面积表示功
Ek-x图线与横轴围成的斜率表示合外力
v-t图线与横轴围成的面积表示功
考点一　动能定理的理解和基本应用
(1)定义：物体由于运动而具有的能量叫作动能。
(4)标矢性：动能是标量，动能与速度方向无关。
2.动能与动能变化的区别
(1)动能与动能的变化是两个不同的概念，动能是状态量，动能的变化是过程量。
(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动能的变化。
(3)物理意义：合力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。
(2)动能定理中的“力”指物体受到的所有力，既包括重力、弹力、摩擦力，也包括电场力、磁场力或其他力，功则为合力所做的总功。
3.应用动能定理的注意点
(1)动能定理表达式是一个标量式，式中各项均为标量，因此，应用动能定理时不必关注速度的具体方向，也不能在某个方向上列出动能定理的表达式。
(2)注意物体所受各力做功的特点，如：重力做功与路径无关，重点关注始末两点的高度差，摩擦阻力做功与路径有关。
(3)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。
(4)动能定理既可解决直线运动问题，也可解决曲线运动问题。
考向1　对动能定理的理解
考向2　动能定理的基本应用
A.小物块恰好能运动到B点B.小物块最远能运动到B点上方的某点C.小物块只能运动到C点D.小物块最远能运动到B、C两点之间的某点
【应用动能定理解题注意点】
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。
考点二　应用动能定理求变力的功
考点三　动能定理与图像结合的问题
图像与横轴所围“面积”或图像斜率的含义
考向1　动能定理与v−t图像
考向2　动能定理与Ek−x图像
考向3　动能定理与F−x图像
考向4　动能随位移变化的图像
考点四　动能定理在多过程问题中的应用
知识点1.应用动能定理解决多过程问题的两种思路
①若题目需要求某一中间物理量，应分阶段应用动能定理。
②物体在多个运动过程中，受到的弹力、摩擦力等力若发生了变化，力在各个过程中做功情况也不同，不宜全过程应用动能定理，可以研究其中一个或几个分过程，结合动能定理，各个击破。
(2)全过程(多个过程)应用动能定理当物体运动过程包含几个不同的物理过程，又不需要研究过程的中间状态时，可以把几个运动过程看作一个整体，巧妙运用动能定理来研究，从而避开每个运动过程的具体细节，大大减少运算。
知识点2.全过程列式时要注意
(2)大小恒定的阻力或摩擦力做功的数值等于力的大小与路程的乘积。
(1)重力、弹簧弹力做功取决于物体的初、末位置，与路径无关。
(1)分阶段应用动能定理
知识点3.多过程问题的分析方法
(2)对各“衔接点”进行受力分析和运动分析，必要时画出受力图和过程示意图。
(3)根据“子过程”和“衔接点”的模型特点选择合理的物理规律列方程。
(4)分析“衔接点”速度、加速度等的关联，确定各段间的时间关联，并列出相关的辅助方程。
(5)联立方程组，分析求解，对结果进行必要的验证或讨论。
(1)将“多过程”分解为许多“子过程”，各“子过程”间由“衔接点”连接。
知识点4 动能定理在往复运动问题中的应用
1.往复运动问题：在有些问题中物体的运动过程具有重复性、往返性，而在这一过程中，描述运动的物理量多数是变化的，而重复的次数又往往是无限的或者难以确定的。
2.解题策略：此类问题多涉及滑动摩擦力或其他阻力做功，其做功特点与路程有关，求解这类问题时若运用牛顿运动定律及运动学公式将非常繁琐，甚至无法解出。由于动能定理只涉及物体的初、末状态而不计运动过程的细节，所以用动能定理分析这类问题可使解题过程简化。
考向1　多过程直线运动问题
(2)小滑块第一次与第二次通过C点的时间间隔；
(3)小滑块最终停止的位置距B点的距离。
(2)向右运动过程中经过O点的速度大小；
(3)向左运动的过程中弹簧的最大压缩量。
考向2　多过程曲线运动问题
(1)小物块到达D点的速度大小；
(2)B和D两点的高度差；
(3)小物块在A点的初速度大小。
(1)求第一次压缩弹簧释放小滑块后，第一次运动到C点时对轨道的压力；
(2)求第二次压缩弹簧释放小滑块后，运动到E点的过程，小滑块在圆管道内所受摩擦力做的功；
考向3　多过程直线往复运动问题
(1)弹簧的劲度系数；
(2)篮球在运动过程中受到的空气阻力；
(3)篮球在整个运动过程中通过的路程；
(4)篮球在整个运动过程中速度最大的位置。
考向4　多过程曲线往复运动问题
(2)小球最多能飞出槽外的次数。
倍 B.0.5倍 C.2倍 D.4倍
A. B. C. D.
A.甲在斜坡上运动时与乙相对静止B.碰撞后瞬间甲的速度等于碰撞前瞬间乙的速度
C.乙的运动时间与 无关D.甲最终停止位置与O处相距
(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 ，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。
(3)若滑雪者能着陆在缓冲坡CD上，求平台BC的最大长度L。