第四章 第二讲 动能和动能定理-【高考总复习】2024高考物理一轮复习

高考总复习·物理 ●􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 104 第二讲 动能和动能定理 高考全景速览 考纲如是说 1. 理解动能和动能定理。 2. 能用动能定理解释生产生活中的现象。 考情面面观 考试地位 动能定理是高中力学的核心内容,是功能关 系的基本体现,是高中物理中用力的观点处理物 理问题的一条重要规律。掌握动能定理的应用 对学好电场和电磁感应等内容有极其重要的辅 助作用。 考题形式 从题型上看,选择和计算都会在高考试题中 出现,考查方法以综合应用为主。 命题规律 应用动能定理计算变力做功、曲线运动问题 和多过程问题是高考重点考查内容,用动能定理 解决这些问题也是其优越性的具体体现。 考向预测 密切联系生活与生产实际、现代科技是动能 定理在高考中的命题热点。也考查情境分析、模 型建构、思维能力。除此之外,动能定理与动量 结合的考查也将成为考查重点。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 考纲知识解读 解析一 动能 1. 定义:物体由于运动而具有的能叫动能。 2. 表达式为:Ek= 1 2mv 2;单位:焦耳;1 J= 1 N·m=1 kg·m2/s2。 3. 对动能的理解 (1)状态量:在某一时刻,物体具有一定的速 度,因此动能是一个状态量,与物体机械运动状 态相对应。 (2)标量性:只有大小,没有方向,即只与物 体质量和速度大小有关;只有正值,没有负值。 (3)相对性:对于不同的参考系,物体的速度 有不同的瞬时值,也就具有不同的动能,相对于 不同的参照系,动能的大小会不同;通常以地面 为参考系。 (4)动能的变化量:动能只有正值,但动能的 变化量却有正负,变化量是指用末状态的物理量 减去初状态的物理量,动能的变化量为正值,说 明物体的动能增加了,表明外界对物体做了正 功;动能的变化量为负值,说明物体的动能减小 了,表明外界对物体做了负功,或物体克服外力 做了功。 解析二 动能定理 1. 内容:合外力对物体所做的功等于物体 动能的变化量。 2. 表达式:W=ΔEk= 1 2mv 2 2- 1 2mv 2 1。 3. 物理意义:动能定理提示了外力对物体 所做的功与物体的动能变化量之间的关系。物 体动能的变化是力对空间累积的效果,由合外力 做的功来量度。其关系如下: (1)合外力做正功,即 W>0时,物体动能 增加; (2)合外力做负功,即 W<0时,物体动能 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋● 第四章 功、能和动量 105 减少; (3)合外力所做总功为0,即W=0时,物体 动能不变。 4. 动能定理适用条件 (1)既适用直线运动也适用曲线运动; (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,也可以分段作用(不同时作用); (4)对于不涉及物体运动的加速度和运动时 间的计算,尤其在解决变力问题和曲线运动问题 时,用动能定理解题更简便。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 重点难点突破 问题突破 突破 动能定理的综合应用 (1)三种表达式:W =ΔEk;W = 1 2mv 2 2- 1 2mv 2 1;W=Ek2-Ek1。 其中W 是外力所做的总功(合外力做的总 功),Ek1、Ek2 分别为初末状态的动能,v1、v2 是 初末状态的瞬时速度(公式中的位移和速度必须 是相对于同一个参考系,一般以地面或相对地面 静止的物体为参考系)。 总功 的 求 法 有:先 求 合 力,再 求 合 力 功 W 总=F总scosα; 先求 每 个 力 做 的 功,再 求 代 数 和 W总 = F1scosα1+F2scosα2+F3scosα3+…。 从公式可以看出,合外力对物体做正功时有 ΔEk>0,表示动能增加;合外力对物体做负功时 有ΔEk<0,表示动能减小。 (2)动能定理中符号关系: ①数量关系:即合外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 动能的变化量,求合力的功,进而