2026届高考物理一轮复习课件：动能定理及其应用

该高中物理高考复习课件聚焦“动能定理及其应用”核心考点，严格对接高考评价体系，系统梳理动能定义、定理内容及“三个关系”理解，通过近三年模拟题分析明确恒力做功、变力做功、图像结合、多过程问题等高频考向，归纳“状态分析-过程拆解-方程列写”答题流程，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题情境+素养导向”设计，如以2024年滑道问题（例4）训练变力做功求解，结合F-x图像（例7）培养科学思维中的模型建构能力，通过“分阶段/全过程应用”技法点拨强化能量观念。特设易错点辨析（如速度与动能变化关系），助力学生掌握解题技巧，教师可据此精准突破考点，提升复习效率。

动能定理及其应用 1 一、动能 1.定义：物体由于______而具有的能量. 2.公式： _ ______. 运动 3.单位：焦耳， . 4.标矢性：动能是______，只有正值. 标量 2 二、动能定理 1.内容：力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的 ______. 2.表达式： _ _____________. 3.物理意义：________做的功是物体动能变化的量度. 变化 合外力 3 【辨别明理】 1.一定质量的物体动能变化时,速度一定变化,但速度变化时,动能不一定变 化.( ) √ 2.如果物体所受的合力为零,那么合力对物体做功一定为零.( ) √ 3.物体做变速运动时,动能一定变化.( ) × 4.动能不变时,合力一定为零.( ) × 4 考点一 动能定理的理解与基本应用 考向一 动能定理的理解 1.动能定理公式中“<m></m>”体现的“三个关系” 数量关系 合力的功与物体动能的变化可以等量代换 单位关系 国际单位都是焦耳 因果关系 合力做功是物体动能变化的原因 5 2.对动能定理中“力”的两点理解： (1)“力”可以同时作用，也可以不同时作用. (2)“力”既可以是恒力，也可以是变力. 3.适用范围：直线运动、曲线运动、恒力做功、变力做功、各个力同时做 功、分段做功均可用动能定理. 6 例1 [2024·山西长治模拟] 如图所示，一物体位于光滑水平面上，在两竖 直平面内恒力、的作用下，物体水平向右发生了一段位移， 与水平 方向的夹角为 ，做的功为，与水平方向的夹角为 ，做的功为 ，则物体动能的增加量为( ) A. B. C. D. [解析] 两个力对物体做功为 ，根据动能定理可知，物 体动能的增加量为 ，故选D. √ 7 例2 (多选)如图所示，电梯质量为，在它的水平底板上放置一质量为 的物体.电梯在钢索的拉力作用下竖直向上做加速运动，当电梯的速度由 增大到时，上升高度为(重力加速度为 ).在这个过程中，下列说法 正确的是( ) A.对物体，动能定理的表达式为，其中 为 支持力做的功 B.对物体，动能定理的表达式为，其中 为合力做的功 C.对物体，动能定理的表达式为 ，其 中 为支持力做的功 D.对电梯，其所受合力做功为 √ √ 8 [解析] 电梯上升的过程中，对物体做功的有重力和支持力 ，这两个 力做的总功才等于物体动能的增量，故A、B错误，C正确;对电梯，无论有 几个力对它做功，由动能定理可知，其合力做的功一定等于其动能的变化 量，故D正确. 9 考向二 动能定理的基本应用 1.应用流程 10 2.注意事项 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. 11 例3 [2024·广西南宁模拟] 如图所示，将一截面为矩形 的特殊材料静置于水平面上，从距材料上表面高度为 处由静止释放一个质量为 的小球(可视为质点)，小球 进入材料后恰好能运动至材料中距上表面为 的位置.已 知小球在该材料中所受的阻力 为大小恒定但 未知的系数，为小球在材料中运动的位移大小 .重力 加速度为，不计空气阻力，则 的大小为( ) A. B. C. D. √ 12 [解析] 根据题意，由动能定理有 ， 由于，则有 ，联立 解得 ，故选B. 13 变式1 [2024·湖北武汉模拟] 如图甲所示，倾角为 的斜面体固定在水平 面上，其中斜面的长度为，一质量为 可视为质点的物块从静止开始由 斜面体的顶端滑到底端，物块与斜面体之间的动摩擦因数与到 点的距 离按图乙所示的规律变化，重力加速度为 ，则物块在斜面的中点速度 大小为( ). A. B. C. D. √ 14 [解析] 由图乙可知该过程中，物块与斜面体之间的动摩擦因数随位移均 匀增加，则物块从到斜面中点的过程中动摩擦因数的平均值为 ， 则摩擦力的平均值为 ，则物块由 滑到斜面中点的过程 中克服摩擦力做的功为 ，对物块由 到斜面中 点的过程中，由动能定理得 ，解得 ，故选D. 15 考点二 应用动能定理求变力做功 例4 [2024·湖南长郡中学模拟] 某水上乐园的滑道 示意图如图所示，质量 的人从螺旋滑道 顶端由静止开始滑下，经过倾斜滑道和水平滑道后 落入水中.已知螺旋滑道顶端到水平滑道的高度 A. B. C. D. ，水平滑道到水面的高度，重力加速度取 ， 运动过程中将人视为质点，不计空气阻力.若人的落水点到水平滑道末端 的水平距离 ，则人在滑道上滑动过程中克服阻力做的功为( ) √ 16 [解析] 人在滑道上运动的过程中，有 ，人离开滑道后做平抛运动，水平方向有，竖直方向有 ，联立解得 ，故选C. 17 变式2 某位工人师傅用如图所示的装置，将重物从地面沿竖直方向拉到楼 上，在此过程中，工人师傅沿地面以速度 向右做匀速直线运动，当质量 为的重物上升高度为时轻绳与水平方向成 角，重力加速度大小为 ， 滑轮的质量和摩擦均不计,在此过程中，下列说法正确的是( ) A.人的速度比重物的速度小 B.轻绳对重物的拉力大于重物的重力 C.重物做匀速直线运动 D.绳的拉力对重物做的功为 √ 18 [解析] 将人的速度沿绳子方向和垂直于绳子方向 分解，沿绳子方向的速度大小等于重物 的速度， 根据速度的分解可知，当绳子与水平方向的夹角 为 时， ，故 ，A错误；人 在向右匀速运动的过程中，绳子与水平方向的夹 角减小，所以重物的速度增大，重物做加速上升运动，由牛顿第二定律可 知，绳子的拉力大于重物的重力，B正确，C错误；当重物 上升高度为 时，重物的速度 ，重物由地面上升高度的过程中，根据动 能定理可知 ，解得 ，D错误. 19 [技法点拨] 1.应用动能定理应抓好“两个状态、一个过程”.“两个状态”即研究对象的始、 末状态，确定在两个状态下研究对象的速度或动能情况；“一个过程”即研 究过程，确定这一过程中研究对象的受力情况、位置变化或位移情况. 2.动能定理既适用于恒力做功，也适用于变力做功；既适用于直线运动， 也适用于曲线运动. 20 考点三 动能定理与图像问题的结合 1.图像与横轴所围“面积”或图像斜率的含义 21 2.解决图像问题的基本步骤 (1)观察题目给出的图像，弄清纵坐标、横坐标所对应的物理量及图线所 表示的物理意义. (2)根据物理规律推导出纵坐标与横坐标所对应的物理量间的函数关系式. (3)将推导出的物理规律与数学上对应的标准函数关系式相对比，找出图 线的斜率、截距、图线的交点、图线下的面积所对应的物理意义，分析解 答问题，或者利用函数图线上的特定值代入函数关系式求物理量. 22 考向一 图像问题 例5 [2024·河北保定模拟] 如图甲所示，质量为的物块初始时静止在倾角为 的斜面上，施加给物块一沿斜面的恒定拉力，使物块开始沿斜面运动，物块运动了 时撤去拉力.物块的动能随物块沿斜面上滑距离 变化的部分图像如图乙所示，物块与斜面间的最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，重力加速度大小取 .下列说法正确的是( ) A.物块受到的滑动摩擦力大小为1.5N B.恒定拉力的大小为 C.物块与斜面间的动摩擦因数为 D.物块运动到最高点后会沿斜面下滑 √ 23 [解析] 物块从运动到 过程中，根据动能定理得 ，解得 ，故A错误； 物块从运动到 过程中，根据动能定理 得，解得 ，故B错误； 物块受到的滑动摩擦力 ，解得 ，故C正确； 24 物块运动到最高点后，重力沿斜面向下的分力 ，最大静摩擦力 ，所以物块运动到最高点后，最大静摩擦力大于重力沿斜面向下的分力，即物块静止，故D错误. 25 变式3 (多选)[2024·湖北宜昌模拟] 一质量为 的物体在水平拉力的作 用下，由静止开始在水平地面上沿轴运动，出发点为 轴零点，拉力做的 功与物体坐标的关系如图所示.物体与水平地面间的动摩擦因数为 ， 重力加速度大小取 .下列说法正确的是( ) A.在时，拉力的功率为 B.在时，物体的动能为 C.从运动到 ，物体克服摩擦力做 的功为 D.从运动到 的过程中，物体的速 度最大为 √ √ √ 26 [解析] 由于拉力在水平方向，则拉力做的功为 ，可看出图像的斜率代表拉力 , 在物体运动的过程中根据动能定理有 ，则 时物体的速度 为， 时，拉力为 ，则此时拉力的功率 ， 时物体的动能为 ，故A错误，B正确； 27 从运动到 ，物体克服摩擦力做的 功为，故C正确；根据 图像可知在的过程中， 的过程中 ，由于物体受到的摩擦力恒 为，则物体在 处速度最大，且 根据选项A、B分析可知此时的速度为 ，故D正确. 考向二 其他图像与动能定理的结合 例6 (多选)[2024·四川德阳模拟] 将一质量为 的物块(可视为质点)静置 于光滑的水平地面上，某时刻起，在水平外力 的作用下，物块开始做直 线运动，其动能随时间 变化的规律如图所示，下列关于物块的描述正 确的是( ) A.物块做匀加速直线运动 B.物块运动过程中加速度越来越小 C.末物块的加速度大小为 D.内水平外力做功的功率为 √ √ 29 [解析] 根据题意，由动能定理有，则 图像的斜率为 ，可知图像的斜率表示外力 的功率，由图像可知， 斜率保持不变，即外力的功率不变，则 内水平外力做功的功率 为，由公式 可知，物块速度逐渐增大，则外力 逐 渐减小，则物块做加速度减小的加速运动， 故A、D错误，B正确； 30 由公式可知，末物块的速度为 ，则外力的大小为 ，物块的加速度大小为 ，故C正确. 例7 (多选)[2024·河北沧州模拟] 如图甲所示，质量为 的物块静止在 水平面上，物块与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度取 ， 最大静摩擦力等于滑动摩擦力，给物块施加一个水平向右的拉力，拉力随 物块运动的位移变化规律如图乙所示，则( ) A.物块运动的最大速度为11m/s B.物块运动的最大速度为 C.物块运动的最远距离为 D.物块运动的最远距离为 √ √ 32 [解析] 当拉力 时，物块的速度最大，由图乙可知，这时物 块运动的位移为，根据动能定理，可得，利用 图 像中图线与坐标轴所围面积表示拉力做功，有 ，解得 ，故A正确，B错误；假设拉 力为零时，物块的速度不为零，再运动一段时间速度才为零,则 ， 解得 ，故C正确，D错误. 33 素养提升 动能定理在多过程问题中的应用 运用动能定理解决多过程问题，有两种思路 (1)分阶段应用动能定理 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. 34 (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，大大简化运算. 35 例8 [2024·云南昆明模拟] 如图所示，一个小球的 质量，沿倾角 的固定斜面从顶 端由静止开始下滑，小球滑到底端时与 处的挡 (1) 小球第一次滑到底端时的速度大小 ； [答案] [解析] 由动能定理得 解得 板碰撞后反弹(小球与挡板碰撞过程无能量损失，即碰撞前后速度等大反 向)，已知、间距离为，， ， ，取 ，小球视为质点.求： 36 例8 [2024·云南昆明模拟] 如图所示，一个小球的 质量，沿倾角 的固定斜面从顶 端由静止开始下滑，小球滑到底端时与 处的挡 (2) 小球由开始下滑到最终静止的过程中所通过的总路程. [答案] 板碰撞后反弹(小球与挡板碰撞过程无能量损失，即碰撞前后速度等大反 向)，已知、间距离为，， ， ，取 ，小球视为质点.求： 37 [解析] 小球最终一定停在处，小球从 处由静 止下滑到最终停在 处的全过程，由动能定理得 解得 38 变式4 (多选)[2024·黑龙江牡丹江模拟] 滑板运动 是一项惊险刺激的运动，深受青少年的喜爱.如图是 滑板运动的轨道，和是两段光滑圆弧形轨道， 是一段长 的水平轨道.一运动员从轨道上的点以 的 速度下滑，经轨道后冲上轨道，到点时速度减为零，随后继续从 开始无初速度自然滑下，如此往复在轨道中滑行，运动员不再通过蹬地等 动作加速或者减速.已知、距水平轨道的高度分别为、 ，运动员的质量，不计圆弧轨道上的摩擦，取 ， 下列说法正确的是 ( ) 39 A.运动员第一次经过点时的速率是 B.运动员第一次经过点时的速率是 C.运动员与轨道的动摩擦因数为 D.运动员最终停在轨道，且最终停在距点 的位置 √ √ √ [解析] 运动员从点到 点过程，由动能定理得，代入数据解得 ，故A正确； 运动员从点到 点过程，由动能定理得，代入数据解得 ，故B错误； 40 运动员从点到 点过程，由动能定理得，代入数据解得 ，故C正确；运动员从点出发到最终停在 轨道，由动能定理有 ，代入数据解得，所以运动员最终停在 轨道，且最终停在距点 的位置，故D正确. 41 [技法点拨] 往复运动问题的过程比较复杂，但这类问题往往有一定的规律.学生在分 析这类问题时常把眼光盯在“细节”上，忽略问题的“宏观特性”，使思维陷 入“死循环”而丢分.有些问题中物体的运动过程具有重复性、往返性，而描 述运动的物理量多数是变化的，且重复次数常常是无限次或者很难确定的. 求解这类问题时若运用牛顿第二定律及运动学公式将非常繁琐，甚至无法 解出.而动能定理只关注物体的初、末状态，不关注运动过程的细节，所 以用动能定理可方便快捷地分析这类问题. 42 例9 [2024·湖南张家界模拟] 儿童乐园里的弹珠游戏不仅具有娱乐性还可以锻炼儿童的眼手合一能力.如图所示，游戏装置固定在水平地面上，由弧形轨道 ，竖直圆轨 道，水平直轨道 平滑连接而成，弧形轨道底端与圆轨道间略错开，不影响小球旋转后进入水平轨道. 已知圆轨道半径 ，弧形轨道和圆轨道均光滑，小球与水平直轨道间的动摩擦因数从 开始沿轨道均匀减少，为到端的距离. 43 [答案] 质量 的小球从离地高处由静止释放.(重力加速度大小取 ，空气阻力不计) (1) 若小球能通过轨道的最高点，则 至少多大； 44 [解析] 若小球恰好通过 点，由重力提供向心力有 对小球从开始下滑到 点过程，由动能定理得 解得 45 (2) 若小球不脱离轨道，且小球能进入水平直轨道的光滑区域，求 的取 值范围； [答案] 46 [解析] 小球从圆轨道下滑在段减速运动，设恰减速后进入光滑区域. 对小球运动的全过程，由动能定理得 由，解得 代入得，可得 故 47 (3) 若在竖直圆轨道点正上方开一段缺口，、 点关于对称，小球能沿路径 运动，当缺口所对的圆心角 为多大时最小？ 的最小值为多少？ [答案] ; [解析] 要使小球飞过缺口经过 点回到圆轨道，从释放到点，由动能定理得 从到 的斜抛过程有、 解得 和取等时最小,则 ， 可知当 时 49 动能定理的理解与基本应用 1.(多选)如图所示，有甲、乙两个质量相同的物体，用大小相等的力 分别 拉它们在水平面上从静止开始运动相同的距离 .甲在光滑水平面上，乙在 粗糙水平面上.下列关于力 对甲、乙做的功和甲、乙两物体获得的动能的 说法中正确的是( ) A.力 对甲做功多 B.力 对甲、乙两个物体做的功一样多 C.甲物体比乙物体获得的动能大 D.甲、乙两个物体获得的动能相同 √ √ 50 [解析] 由可知，两种情况下力 对甲、乙两个物体做的 功一样多，A错误，B正确；根据动能定理，对甲有 ，对乙有 ，可知 ，C正确，D错误. 51 2.某水上乐园设备公司设计一款水滑梯，设计简图如图所示，倾斜滑道与 水平滑道材料相同且平滑连接.游客的质量为，倾斜滑道高度为 、倾角 为 ，游客与滑道间的动摩擦因数为 ，游客在水平滑道上停止点到 点的水平距离为 ，下列说法正确的是( ) A.和 一定时， 越大，则 越大 B.和 一定时， 越大，则 越小 C.和 一定时，的大小与 、 无关 D.和 一定时，越小，则 越大 √ 52 [解析] 对游客从最高点下滑至 点的过程，根据动能定理可得 ，整理得 ，所以与和 角 无关，故C正确. 53 3.如图所示，固定斜面的倾角为 ，质量为 的滑块从距挡板的距离为 处以初速度 沿斜面上滑，滑块与斜面间的动摩擦因数为 ，滑块所 受摩擦力小于重力沿斜面向下的分力.若滑块每次与挡板相碰均无机械能 损失，重力加速度为 ，则滑块经过的总路程是( ) A. B. C. D. √ 54 [解析] 滑块最终要停在斜面底部，设滑块经过的总路程为 ，对滑块运动 的全程应用动能定理得 ，解得 ，选项A正确. 55 应用动能定理求变力做功 4.(多选)[2023·广东卷] 人们用滑道从高处向低处运送货物.如图所示，可 看作质点的货物从圆弧滑道顶端点静止释放,沿滑道运动到圆弧末端 点 时速度大小为.已知货物质量为,滑道高度为.且过 点的切 线水平,重力加速度取.关于货物从点运动到 点的过程，下列说 法正确的有( ) A.重力做的功为 B.克服阻力做的功为 C.经过点时向心加速度大小为 D.经过点时对轨道的压力大小为 √ √ √ 56 [解析] 重力做功 ，A错误； 由动能定理,解得,B正确； 货物经过 点时的向心加速度为，C正确； 货物经过 点时，由牛顿第二定律，解得 ， 由牛顿第三定律可知，货物经过 点时对轨道的压力大小为 ，D正确. 57 5.某同学参加学校运动会立定跳远项目比赛，从起跳至着地的整个过程如 图所示，测量得到比赛成绩是，目测空中脚离地最大高度约为 . 已知他的质量约为，重力加速度取 ，忽略空气阻力，则起 跳过程该同学所做的功约为( ) A. B. C. D. √ 58 [解析] 该同学起跳后做抛体运动，从起跳至达到最大高度的过程中，其 在竖直方向做加速度为的匀减速直线运动，则有 ，故竖 直方向初速度为 ；其在水平方向做匀速直线运动，则有 .根据速度的合成可知起跳时的 速度为，因该同学的质量 约为 ，根据动能定理得起跳过程该同学所做的功约为，最接近 ，C正确，A、B、D错误. 59 动能定理与图像问题的结合 6.质量为 的物块放在粗糙水平面上，在水平拉力的作用下由静止开始 运动，物块的动能与其发生的位移 之间的关系如图所示.已知物块与水 平面间的动摩擦因数，重力加速度取 ，则下列说法正确 的是( ) A.时物块的速度大小为 B.时物块的加速度大小为 C.在前的过程中拉力对物块做的功为 D.在前的过程中物块所经历的时间为 √ 60 [解析] 由图像可知时动能为 ，则速度 ， 故A错误.图像的斜率表示合力， 内合力， 内合力 ，所以内物体的加速度为 ， 内物块的加速度为 ，故B错误. 61 对物块运动全过程，由动能定理得 ，解得， 故C错误.设过程所用的时间为 ，过程所用的时间为， 则有 ，，,其中 , ，联立解得， ， 故总时间为 ，D正确. 7.(多选)如图甲所示，质量为 的物体静止在水平粗糙的地面上，在一 水平外力的作用下运动，外力和物体克服摩擦力做的功 与物体位移 的关系如图乙所示，时撤去外力，重力加速度取 .下列 分析正确的是( ) A.物体与地面之间的动摩擦因数为0.2 B.物体运动的最大位移为 C.物体在前运动过程中的加速度为 D.时，物体的速度为 √ √ √ 63 [解析] 由 对应题图乙可知，物体与地面之间的滑动摩擦力 ，由，解得，A正确；由 对应题图乙可 知，前内，拉力，所以物体在前 运动过程中的加速度 ，C正确； 时，由动能定理得， 解得物体的速度为 ， D正确；物体运动的最大位移 ，B错误. 64 8.(多选)在某一粗糙的水平面上，一质量为 的物体在水平恒定拉力的作用下做匀速直线运动，当运动一段时间后，拉力逐渐减小，且当拉力减小到零时，物体刚好停止运动，图中给出了拉力随位移变化的关系图像.已知重力加速度 取 .根据以上信息能精确得出或估算得出的物理量有( ) A.物体与水平面间的动摩擦因数 B.合力对物体所做的功 C.物体做匀速运动时的速度 D.物体运动的时间 √ √ √ 65 [解析] 物体做匀速直线运动时，拉力与滑动摩擦力 大小相等，物体与 水平面间的动摩擦因数为 ，A正确；减速过程由动能定理得 ，根据 图像中图线与坐标轴围成的面积可以估 算力做的功，而 ，由此可求得合力对物体所做的功，及 物体做匀速运动时的速度 ，B、C正确；因为物 体做非匀变速运动，所以运动时间无法求出，D错误. 66 素养提升 动能定理在多过程问题中的应用 9.一木块 置于水平桌面上，其截面如图所示， 是圆周，圆半径为，斜面与水平线 、等高的夹角为 .质量为 的光滑小球 (可看作质点)从点上方 高度处自由释放，能通过圆弧经 (1) 若小球刚好通过点，求释放高度 ； [答案] 点飞出，不计空气阻力，重力加速度为 ，假设木块始终保持静止. 67 [解析] 小球恰好能从 点出射，由重力提供向心力， 根据牛顿第二定律有 解得 从释放点到点，根据动能定理有 ， 解得 68 9.一木块 置于水平桌面上，其截面如图所示， 是圆周，圆半径为，斜面与水平线 、等高的夹角为 .质量为 的光滑小球 (可看作质点)从点上方 高度处自由释放，能通过圆弧 (2) 若在(1)题所求的高度由静止释放小球，求小球运动到点 点与点等高 时地面受到的摩擦力； [答案] ，方向向右 经点飞出，不计空气阻力，重力加速度为 ，假设木块始终保持静止. 69 [解析] 在(1)题所求的高度 由静止释放小球，设小球运动到点处的速度 大小为 .由动能定理得 由于小球做圆周运动，有 则小球给木块的压力为 ，对木块受力分析， 在水平方向，有 ， 方向向左由牛顿第三定律知小球运动到 点时 地面受到的摩擦力 ，方向向右. 70 9.一木块 置于水平桌面上，其截面如图所示， 是圆周，圆半径为，斜面与水平线 、等高的夹角为 .质量为 的光滑小球 (可看作质点)从点上方 高度处自由释放，能通过圆 (3) 若小球经点飞出后第一次能落在斜面 上，求释放高度的范围. [答案] 弧经点飞出，不计空气阻力，重力加速度为 ，假设木块始终保持静止. 71 [解析] 由于小球离开 点后做平抛运动，若刚好落到 斜面上的点，则有， 联立得 若小球刚好落到斜面上的点，则有 ， ， 联立有 72 再由动能定理有 计算后有 要求小球经点飞出后第一次能落在斜面 上，释放 高度应满足 $