第5章 第2讲 动能和动能定理-2023高考物理一轮复习【导与练】高中总复习第1轮教师用书word（新教材，人教版，鲁湘共用）

第2讲　动能和动能定理 本讲关联考题 试题命制情境 本讲考情分析 2021·山东卷,T3 以木块绕竖轴转动为背景考查摩擦力做功的特点和动能定理的应用(学习探索问题情境) 动能定理的应用是高考必考内容,题型有选择题也有计算题。选择题多与常见运动模型结合,考查基本应用,难度适中;计算题大多与牛顿运动定律、平抛运动、圆周运动以及电磁学等知识相结合,以综合题形式出现,考查学生的综合能力,难度较大。 2021·湖南卷,T3 以动车组启动为背景考查动能定理的应用 (生活实践问题情境) 2021·全国甲卷,T20 考查动能定理的应用 (学习探索问题情境) 2021·全国乙卷,T24 以运动员拍球为背景考查动能定理和动力学观点的综合应用(生活实践问题情境) 2021·河北卷,T6 考查动能定理的应用 (学习探索问题情境) 2021·福建卷,T14 考查应用动能定理解决多过程问题 (学习探索问题情境) 一、动能 1.定义:物体由于运动而具有的能。 2.公式:Ek=mv2。 3.单位:焦耳,1 J=1 N·m=1 kg·(m/s)2。 4.动能的变化量:ΔEk=Ek2-Ek1=m-m。 二、动能定理 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。 2.表达式:W=m-m或W=Ek2-Ek1。 3.物理意义:合力做的功是物体动能变化的量度。 4.适用条件 (1)既适用于直线运动,也适用于曲线运动。 (2)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。 1.(人教版必修第二册第88页第5题改编)一同学将地面上一质量m=400 g的足球沿与水平方向成θ=45°角踢出,足球与脚分开时的速度大小为10 m/s,不计空气阻力,足球可看成质点,重力加速度g取10 m/s2。则该同学踢球时对足球做的功为(　C　) A.200 J B.100 J C.20 J D.10 J 解析:由题意可知,足球离开脚时的速度为10 m/s,而脚踢球时只有脚对足球做功,由动能定理可得W=mv2-0=×0.4×102 J-0=20 J,故C正确,A、B、D错误。 2.将一个冰壶以一定初速度推出后将运动一段距离停下来。换一个材料相同、质量更大的冰壶,以相同的初速度推出后,冰壶运动的距离将(　A　) A.不变 B.变小 C.变大 D.无法判断 解析:冰壶在冰面上以一定初速度被推出后,在滑动摩擦力作用下做匀减速运动,根据动能定理有-μmgs=0-mv2,得s=,两种冰壶的初速度相等,材料相同,故运动的距离相等。故选项A正确。 3.(2021·山东卷,3)如图所示,粗糙程度处处相同的水平桌面上有一长为L的轻质细杆,一端可绕竖直光滑轴O转动,另一端与质量为m的小木块相连。木块以水平初速度v0出发,恰好能完成一个完整的圆周运动。在运动过程中,木块所受摩擦力的大小为(　B　) A. B. C. D. 解析:在运动过程中,只有摩擦力做功,而摩擦力做功与路径有关,根据动能定理有-Ff·2πL=0-m,可得摩擦力的大小Ff=,故选项B正确。 考点一　对动能定理的理解与基本应用 [例1] (多选)如图所示,一块长木板乙放在光滑的水平面上,在乙上放一物体甲,甲、乙间接触面不光滑。现以恒定的外力拉乙,甲在乙上发生了滑动,以地面为参考系,甲、乙都向前移动了一段距离。在此过程中(　BD　) A.外力F做的功等于甲和乙动能的增量 B.乙对甲的摩擦力所做的功等于甲的动能的增量 C.甲对乙的摩擦力所做的功等于乙对甲的摩擦力所做的功 D.外力F对乙做的功等于乙的动能的增量与乙克服摩擦力所做的功之和 [思路点拨] 解此题的关键有两点: (1)明确各物体相对地的位移、各力做功及总功。 (2)理解合力做功及动能变化的关系。 解析:甲物体所受的合力等于乙对甲的摩擦力,根据动能定理,有乙对甲的摩擦力所做的功等于甲的动能的增量,B正确;甲对乙的摩擦力与乙对甲的摩擦力是一对作用力与反作用力,大小相等,方向相反,但是由于甲在乙上滑动,甲、乙相对地的位移不相等,故二者做功不相等,C错误;对乙应用动能定理,有WF-Wf=ΔEk乙,解得WF=ΔEk乙+Wf,即外力F对乙做的功等于乙的动能的增量与乙克服摩擦力所做的功之和,D正确;根据功能关系可知,外力F做的功等于甲和乙动能的增量与产生的内能之和,A错误。 对动能、动能的变化、动能定理的提醒 (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。 (2)动能没有负值,而动能变化量有正负之分。ΔEk>0,表示物体的动能增加;ΔEk<0,表示物体的动能减少。 (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