第2讲 动能定理及其应用-【金榜题名】2026年高考物理一轮总复习

金榜题名创新高考总复习物理 [对点训练] P1U1+P22 P1v2+P2V1 5.(2023·湖北高考)两节动车的额定功率分别为 A.P+P2 B.P1+P2 P1和P2,在某平直铁轨上能达到的最大速度分 P1十P2)w12 别为1和2·现将它们编成动车组，设每节动 C. (P1十P2)w12 P11+P2v2 D.P1V2+P201 车运行时受到的阻力在编组前后不变，则该动 车组在此铁轨上能达到的最大速度为() 请完成提分集训（二十八） 第2讲 动能定理及其应用 考向 1.理解动能和动能定理；2.会应用动能定理处理相关物理问题；3.掌握动能定理与图像结 定位 合问题的分析方法. 知识储备 夯基 1.动能 [思考判断] 定义物体由于 而具有的能 (1)一定质量的物体动能变 公式E= 化时，速度一定变化，但速度 动 变化时，动能不一定变化. 能 单位 ,1J=1N·m=1kgm2/s ( 标欠性一动能是 ，是状态量 (2)动能不变的物体一定处 动能的变化量△E,= 于平衡状态。 () 2.动能定理 (3)物体所受的合外力为 零，合外力对物体做的功也 内容 在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程 中 一定为零 表达式W=E2-E1= (4)物体在合外力作用下做 变速运动时，动能一定变化 能定 物理 ( 意义 做的功是物体动能变化的量度 (1)动能定理既适用于直线运动，也适用于 (5)物体的动能不变，所受 的合外力必定为零.() 适用 (2)动能定理既适用于恒力做功，也适用于做功 条件 (③)力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可 以 作用 核心考点 研磨 考点一 动能定理的理解与基本应用 (2)因果关系：合力做功是引起物体动能变化 1.两个关系 的原因。 2.标量性 (1)数量关系：合力做的功与物体动能的变化 动能是标量，功也是标量，所以动能定理是一 具有等量代换关系，但并不是说动能的变化就 个标量式，不存在方向的选取问题，当然动能 是合力做的功。 定理也就不存在分量的表达式. 112 第五章机械能守恒定律 [例1](2025·景德镇一模)在一次实验中将 沿斜面向下匀加速运动，且弹簧与斜面始终保 一钢球连接在轻质弹簧的下端，弹簧的上端悬 持平行，经过一段时间后，当小球与挡板刚好 挂于定点O,并用一水平方向的细绳拉住钢 分离时 球，将水平细绳靠球剪断后金属球在第一次向 左摆动以及回摆过程的一段运动轨迹如图中 wwwwWM 虚线所示.某同学据此得出了以下几个结论， 其中正确的是 ( A.弹簧弹力大小mgsin0 B.小球运动的速度达到最大 C.小球获得的动能为ma(gsin0-a) A.水平细绳剪断瞬间金属球的加速度方向垂 D.小球运动的时间为， 2m(gsin0-a） ka 直于弹簧向左下方 2.(2021·河北高考)一半径为R的圆柱体水平 B.金属球运动到悬点正下方时所受重力小于 固定，横截面如图所示.长度为πR、不可伸长 弹拉力 的轻细绳，一端固定在圆柱体最高点P处，另 C.金属球运动到最左端时动能为零 D.金属球动能最大的位置应该在悬点正下方 一端系一个小球.小球位于P点右侧同一水平 高度的Q点时，绳刚好拉直.将小球从Q点由 的左侧 [听课记录] 静止释放，当与圆柱体未接触部分的细绳竖直 时，小球的速度大小为（重力加速度为g,不计 空气阻力) TR- [方法指导] 1.应用动能定理解题应抓住“两状态，一过程” A.√2+π)gR B.√(2πgR) “两状态”即明确研究对象的始、末状态的速 C.√2(1+π)gR D.2VgR 度或动能情况，“一过程”即明确研究过程，确 考点二 应用动能定理求变力做功 定在这一过程中研究对象的受力情况和位置 [例2]（多选）(2023·广东高考)人们用滑道 变化或位移信息. 从高处向低处运送货物，如图所示，可看作质 2.动能定理的应用技巧 点的货物从圆弧滑道顶端P点静止释放，沿 确定研 运动选择起动能明确初 滑道运动到圆弧末端Q点时速度大小为6m/s. 分标止位置分析末动能 分阶段或 已知货物质量为20kg,滑道高度h为4m,且 动力学 全过程列 过Q点的切线水平，重力加速度取10m/s2. 象 关系 动能定理 方程求解 关于货物从P点运动到Q点的过程，下列说 研 几个力？ 是否做功？ 法正确的有 () 受力 分析 恒力还 做功 正功还是 是变力？ 情况 负功？ [对点训练] 1.(多选)一倾角为0足够长的光滑斜面固定在 水平面上，其顶端固定一劲度系数为k的轻质 A.重力做的功为360J 弹簧，弹簧的下端系一个质量为m的小球，用 B.克服阻力做的功为440J 一垂直于斜面的挡板P挡住小球，此时弹簧没 C.经过Q点时向心加速度大小为9m/s 有发生形变，如图所示，若挡板P以加速度a D.经过Q点时对轨道的压力大小为380N 113 金榜题名创新高考总复习物理 [听课记录] [例3]如图甲所示，质量m=10kg的木块静 止在水平地面上，对木块施加水平向右的推力 F,推力F随位移x变化的图像如图乙所示. 已知木块与地面间的动摩擦因数：=0.2，重 力加速度为g=10m/s2,下列说法正确的是 [对点训练] FIN 3.(2025·抚顺期末)如图所示，有一根长为L, 质量为M的均匀链条AB静止在光滑水平桌 40 面上，其长度的2悬于桌边外，如果在链条的 20 A端施加一个拉力使链条AB以0.4g(g为重 -x/m 56 力加速度)的加速度运动，直到把悬着的部分 甲 拉回桌面.设拉动过程中链条与桌边始终保持 A.木块先做匀变速直线运动，后做匀速直线 接触，则拉力需做功 运动 B.木块在运动过程中的加速度一直减小 C.木块运动0~5m的过程中，克服摩擦力所 .-2 做的功为一100J D.木块运动0~6m的过程中，动能的增加量 为70J A.Mgl. B.9Mgl. [听课记录] 8 40 C.I3Mgl. 27MgL 40 D. 40 [方法指导] 在有变力做功的过程中，变力做功无法直 接通过功的公式求解，可用动能定理W变十W恒 m呢-2m求解.物体初、末速度已知，恒 1 [例4](2022·江苏高考)某滑雪赛道如图所 力做功W恒可由公式求出，得到W发=号m 示，滑雪运动员从静止开始沿斜面下滑，经圆 弧滑道起跳.将运动员视为质点，不计摩擦力 2m-W框，就可以求出变力做的功了. 及空气阻力，此过程中，运动员的动能Ek与水 平位移x的关系图像正确的是 () 考点三动能定理与图像问题的结合 图像所围“面积”和图像斜率的含义 ()-图像 依据x= -t图线与横轴围成 的面积表示位移 a-t图线与横轴围成 (2)a-t图像 依据△=al 的面积表示速度的 变化量 F-x图线与横轴围成 (3)F-x图像 依据W=Fx 的面积表示功 (④E-x图像 依据Fx=E,-Eo E,-x图线的斜率表示 合外力 (⑤P-图像 依据W=P1 P-t图线与横轴围成 的面积表示功 114 第五章机械能守恒定律 [听课记录] [对点训练 4.(2021·湖北高考)如图甲所示，一物块以一定 初速度沿倾角为30°的固定斜面上滑，运动过 程中摩擦力大小f恒定，物块动能Ek与运动 路程s的关系如图乙所示.重力加速度大小取 [方法指导] 10m/s2,物块质量m和所受摩擦力大小f分 解决图像问题的基本步骤 别为 () 观察 观察题目给出的图像，弄清纵坐标、 405 图像 横坐标所对应的物理量及图线所表 示的物理意义 30 20 推导 根据物理规律推导出纵坐标与横坐 10- 09 函数式 标所对应的物理量间的函数关系式 05101520m 甲 乙 将推导出的物理规律与数学上与之 相对应的标准函数关系式相对比， A.m=0.7kg,f=0.5N 找出图线的斜率、截距、图线的交 B.m=0.7kg,f=1.0N 解答 问题 点、图线与坐标轴围成的面积等所 C.m=0.8kg,f=0.5N 表示的物理意义，分析解答问题， D.m=0.8kg,f=1.0N 或者利用函数图线上的特定值代入 函数关系求物理量 请完成提分集训（二十九） 专题强化九 应用动能定理解决多过程问题 考向 1.会用动能定理解决多过程、多阶段的问题；2.会应用动能定理处理往复运动求路程等复 定位 杂问题， 考点一 动能定理在多过程问题中的 并恰好能到达轨道的最高点D.小物块与桌面 应用 之间的动摩擦因数为云，重力加速度大小为g 1.运用动能定理解决多过程问题的两种思路 忽略空气阻力，小物块可视为质点.求： (1)分段应用动能定理求解. (2)所求解的问题不涉及中间的速度时，全过 程应用动能定理求解更简便， 2.全过程列式时，涉及重力、弹簧弹力、大小恒定 D 的阻力或摩擦力做功时，要注意运用它们的 特点. (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)小物块到达D点的速度大小； (2)大小恒定的阻力或摩擦力所做的功等于力 (2)B和D两点的高度差； 的大小与路程的乘积. (3)小物块在A点的初速度大小」 [例1](2023·湖北高考)如图为某游戏装置 原理示意图.水平桌面上固定一半圆形竖直挡 板，其半径为2R、内表面光滑，挡板的两端A、 B在桌面边缘，B与半径为R的固定光滑圆弧 轨道CDE在同一竖直平面内，过C点的轨道半 径与竖直方向的夹角为60°.小物块以某一水平 初速度由A点切入挡板内侧，从B点飞出桌面 后，在C点沿圆弧切线方向进入轨道CDE内侧， 115对点训练 5.选D由题意可知对两节动车分别有P1=∫1，P:=f,当 4-道-9m/2,C正确：经过Q点时，根据牛板第二定律可得 将它们编组后有P十P2=(十f:),联主可得u= F、一mg-ma,解得货物受到的支持力大小为F、一380N,根据 (P十P)w,故D正确. 牛顿第三定律可知，货物对轨道的压力大小为380N,D正确， P1十P,U1 【答案】BCD 对点训练 第2讲动能定理及其应用 3.选C根据题意，由运动学公式可得，悬着的部分拉回桌面时，链 知识储备夯基 1 条的速度满是=2×0,4g×立1. 1.运动亨mu2焦耳标量方mu-方m 设拉力需微功W,整个过程，由动能定理有 2.动能的变化 m暖一号加网合力曲线运动变力 1 w-M·L-M, 分阶段 联立解得W-13,故选C 10 思考判断(1)√(2)×(3)√(4)×(5)× [例3]【解析】A.木块受到的滑动摩擦力为f一mg一20N, 核心考点研磨 对木块有F一f一ma. 考点一 在0一5m其推力F在逐渐变化，所以木块所受到的合力发生变 [例1]【解析】A.细绳未剪断前，设小球的重力为G,弹簧的弹 化，即木块的加速度发生变化，在5m一6m,推力F不变，木块的 力为F、细绳的拉力为T,由于金属球处于平衡状态，则根据三力 合外力不变，即加速度不变，所以木块先做变加连直线运动，后 平衡可知G与F的合力与T等大反向，即G与F合力的方向水 微匀加速直线运动，故A项错误： B.对木块受力分析有F一f=ma,所以在0一5m木块的加速度 平向左，细绳被剪断的醉间细绳的拉力突然消失，而弹簧弹力的 增加，在5m一6m木块的加速度不变，故B项错误t 大小和方向均不发生变化即仍为F,所以此时小球所受重力G C.在0~5m木块受到的摩擦力不变，所以其摩擦力做功为 与弹簧弹力F合力的方向仍水平向左，根据牛顿第二定律中力 W,一一x一一100J,别克服摩擦力做功为100J,故C项错误： 与加速度的同向性可知在细绳被剪断的瞬间小球加速度的方向 D.由于F一F图像的图像与坐标轴国成的面积为力F做的功 水平向左，故A错误： 所以在0一6m木块受到推力微功为 B.当全属球运动到悬点O正下方时，如图所示 we=(20+402X5+40X1=1901. 2 该过程内，摩擦力做功为W1=一x1=一120J, 由动能定理有△E-WF十W和-70JM故D项正确.故选D, 【答案】D [例4门【解析】设斜面倾角为日，不计摩接力和空气阻力，运动员 在沿斜面下滑过程中，很据动能定理有Ek=ngrtan日，即 ,F含 根据物体做曲线运动的条件结合受力分析可知，此时物体所受 玉-MgtaD0,下滑过程中开始阶段领角0不变，E一工图像为 合力方向为竖直向下，即物体所受重力大于弹簧拉力，故B 一条直线：经过园弧轨道过程中，先减小后增大，即图像纤率先 错误， 减小后增大，故A正确， C,金属球运动到最左端时水平方向的速度为零，而不是合逸度 【答案】A 为零，别此时小球的动能不为0，故C错误， 对点训练 D,如图所示，当金莴球运动到O点正下方时，小球所受合力与小 4.法A0一10m内物块上滑，由动能定理得一mgsn30°·一fs 球的速度成锐角，在此以后的一段时间内小球的连度将增大，动 =E-Ew,整里得E=Eko-(mgsin30°+fDs,结合0~10m 能增大，故D正确， 内的图像得，斜率的绝对值k|=mgin30°+∫=4N:10~20m 内物块下滑，由动能定理得(ngsin30”一D(s一s)=E,整理得 故进D. E-(ngsin30°-)x-(mg sin30°一)s1,结合10一20m内的 【答案】D 图像得，针率一ngsin30°-f一3N.联立解得f-0,5N,m- 对点训练 0.7kg,A正确，B、C,D错误 1.途CDA.当m与挡板刚好分离时，由牛顿第二定律有 mgsin0-F1=md,得弹簧的弹力大小为F-mgsin0-ma, 专题强化九应用动能定理解决多过程问题 A错误： 考点一 B.当小球的加速度为零时，速度最大，此时物体所受合力为零， [例1]【解析】(1)由题意知，小物块恰好能到达轨道的最高点 即F2-ngsin0,则F1<F2, 可知，小球与挡板刚好分离时小球透动的速度不是最大，B辑误： D,剩在D点有mg=m尽 D.由胡克定律有R=红，得r-mim目-m 解得咖=√R. (2)由题意知，小物块从C点沿圆弧切线方向进入轨道CDE内 由x=名ar,解得t 2m(gin0=a.D正确： ka 侧，则在C点有C一收cos60°-% 小物块从C到D的过程中，根据动能定理有 C在分离之前，小球恒做加速度为“的匀加追直线运动，即小球 受到的合力为F一a.根据动能定理Fr一△E,解得△E一 -mg(R+Rcos60-之m吃一子m晚 m2a(gsim-a,C正确.故选CD 小物块从B到D的过程中，根据动能定理有 2.选A当与园柱体未接触郎分的细绳经直时，小球下落的高度 mgH0=交吃一交m项 为h一R十R-2-R+零，根据动能定程有mgh一合m2,解 联立解得ug=/gR,H即=0. (3)小物块从A到B的过程中，极据动能定理有 得一/（②干元）gR,故A正确，B,C,D错误 [例2]【解析】重力做的功为WG一mgh一800J,A错误：下滑过 程由动能定理可得W。一W一合m哈，代入数据解得克服红力 等一π·2R 解得=√3gR. 做的功为W,一440J,B正确：经过Q点时向心加速度大小为 【答案】(1)R(2)0(3)/3gR 549