专题6.2　动能定理及其应用【讲】——2023年高考物理一轮复习讲练测（人教）（解析版）.docx

专题6.2　动能定理及其应用【讲】
【讲核心素养】
1.物理观念：功和功率、动能和动能定理。
理解动能和动能定理。能用动能定理解释生产生活中的现象。
2.科学思维：变力做功、机车启动模型。
能应用图像法、微元法、动能定理等计算变力做功问题培养分析、推理和综合能力。
3.科学态度与责任：
会利用功能知识初步分析生产生活中的现象，体会物理学的应用价值。
【讲考点题型】
【知识点一】动能定理的理解
1.动能定理
（1）内容：在一个过程中合力对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化．
（2）表达式：W＝mv－mv或W＝Ek2－Ek1。
（3）物理意义：合外力的功是物体动能变化的量度。
（4）适用条件
①动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动。
②动能定理既适用于恒力做功，也适用于变力做功。
③力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以不同时作用。
2．对“外力”的理解
动能定理叙述中所说的“外力”，既可以是重力、弹力、摩擦力，也可以是电场力、磁场力或其他力。
3．动能定理公式中体现的“三个关系”
（1）数量关系：即合力所做的功与物体动能的变化具有等量代换关系。可以通过计算物体动能的变化，求合力做的功，进而求得某一力做的功。
（2）单位关系：等式两侧物理量的国际单位都是焦耳。
（3）因果关系：合力的功是引起物体动能变化的原因。
4.标量性
动能是标量，功也是标量，所以动能定理是一个标量式，不存在方向的选取问题。当然动能定理也就不存在分量的表达式。
【例1】（2020·江苏·高考真题）如图所示，一小物块由静止开始沿斜面向下滑动，最后停在水平地面上。斜面和地面平滑连接，且物块与斜面、物块与地面间的动摩擦因数均为常数。该过程中，物块的动能
与水平位移x关系的图象是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】 A
【解析】
由题意可知设斜面倾角为θ，动摩擦因数为μ，则物块在斜面上下滑距离在水平面投影距离为x，根据动能定理，有
整理可得
即在斜面上运动时动能与x成线性关系；
当小物块在水平面运动时，根据动能定理由
即
为物块刚下滑到平面上时的动能，则即在水平面运动时物块动能与x也成线性关系。
故选A。
【素养提升】本题考察的学科素养主要是物理观念。
【变式训练1】（2020·全国·高考真题）如图，在摩托车越野赛途中的水平路段前方有一个坑，该坑沿摩托车前进方向的水平宽度为3h，其左边缘a点比右边缘b点高0.5h。若摩托车经过a点时的动能为E1，它会落到坑内c点。c与a的水平距离和高度差均为h；若经过a点时的动能为E2，该摩托车恰能越过坑到达b点。等于（　　）
A．20 B．18 C．9.0 D．3.0
【答案】 B
【解析】
有题意可知当在a点动能为E1时，有
根据平抛运动规律有
当在a点时动能为E2时，有
根据平抛运动规律有
联立以上各式可解得
故选B。
【必备知识】（1）动能定理解决的是合力做功与动能变化量之间的关系，所以在分析时一定要对物体受到的各个力做的功都作分析.
（2）动能定理往往应用于单个物体的运动过程，由于不涉及时间，比用运动学规律更加方便.
（3）找到物体运动的初、末状态的动能和此过程中合力做的功，是应用动能定理解题的关键.
【知识点二】动能定理的应用
1．应用动能定理解题应抓好“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，确定这一过程研究对象的受力情况和位置变化或位移信息．
2．应用动能定理解题的基本思路
【例2】（多选）（2022·云南昆明·一模）人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实。某次打夯过程简化为以下模型∶两人同时通过绳子对重物各施加一个大小为 320 N，方向与竖直方向成37°的恒力作用，使重物离开水平地面40cm后即停止施力，最后重物自由下落把地面砸深4cm。已知重物的质量为40kg，取重力加速度g=9.8 m/s2， sin37°=0.6， cos37°=0.8。忽略空气阻力，则（　　）
A．重物刚落地时的速度为3.2 m/s B．重物刚落地时的速度为2.8 m/s
C．地面对重物的平均阻力为4312N D．地面对重物的平均阻力为5512N
【答案】 AD
【解析】
AB．两人对绳子的合力为
F合=2×cos37°×F=512N
两人通过绳子对重物做功为
W=F合h1=204.8J
根据动能定理
得重物刚落地时速度大小为
故A正确，B错误；
CD．对重物先上升后下降的全过程，由动能定理有
F