2026届高考物理一轮复习专题课件： 动能定理及其应用

2026年高考物理复习专题课件★★ 动能定理及其应用 1 任务一·基础自测 2 运动 标量 无关 动能的变化 合力 曲线运动 变力 分阶段 原因 等量代换 焦耳 第2讲 动能定理及其应用 3 （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）物体在合外力作用下做变速运动时，动能一定变化。( ) × （3）动能不变的物体一定处于平衡状态。( ) × 第2讲 动能定理及其应用 4 动能定理的理解 1.（2023年山东模拟）关于动能，下列说法中正确的是( ) 。 A A.动能是普遍存在的机械能中的一种基本形式，凡是运动的物体都有动能 B.动能是标量，但有正、负 C.一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化；速度变化时，动能一定变化 D.动能不变的物体，一定处于平衡状态 第2讲 动能定理及其应用 5 动能定理公式应用 2.（人教版课后习题改编）运动员把质量为 的足球踢出后，观察它在空中的飞 行情况，若足球上升的最大高度是，在最高点的速度为 。不考虑空气阻 力， 。计算运动员踢球时对足球做的功。 答案 第2讲 动能定理及其应用 6 变力做功 3.两人同时通过绳子对重物各施加一个力，力的大小均为 ，方向都与竖直方向 成 ，重物离开地面 后两人同时停止施力，最后重物自由下落砸入地面 。已知重物的质量为，， ，不计空气阻力，求: （结果保留2位有效数字） （1）重物刚与地面接触瞬间的速度。 答案 （2）重物对地面的平均冲击力。 答案 第2讲 动能定理及其应用 7 任务二·各点突破 8 基础点 动能定理的理解与应用 考向1 动能定理的理解 1.对动能定理中“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。 第2讲 动能定理及其应用 9 2.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。 3.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 动能定理也不存在分量的表达式。 第2讲 动能定理及其应用 10 动能定理概念的理解 例1 （2023年陕西模拟）（多选）下列说法正确的有( ) 。 AD A.若运动物体所受的合外力为零，则物体的动能一定保持不变 B.若运动物体所受的合外力不为零，则物体的动能一定发生变化 C.若运动物体的动能保持不变，则该物体所受合外力一定为零 D.若运动物体的动能发生变化，则该物体所受合外力一定不为零 第2讲 动能定理及其应用 11 解析 运动物体所受合外力为零，合外力对物体不做功，由动能定理可知，物体动能 不变，A项正确；如果运动物体所受合外力与物体的速度方向垂直，合外力对物体 不做功，物体动能不变，如匀速圆周运动，B项错误；运动物体所受合外力不为零， 物体运动状态一定变化，则该物体一定做变速运动，如果合外力方向与物体速度方 向垂直，合外力对物体不做功，物体动能不变，C项错误；若运动物体的动能发生变 化，根据动能定理可知，合外力一定做功，即合力一定不为零，D项正确。 第2讲 动能定理及其应用 12 利用动能定理列式 【巩固训练1】 （2023年黑龙江模拟）如图所示，电梯质量为 ，在 它的水平地板上放置一质量为 的物体。电梯在钢索的拉力作用下竖 直向上加速运动，当电梯的速度由增加到时，上升高度为 ，则 在这个过程中，下列说法或表达式正确的是( ) 。 C A.对物体，动能定理的表达式为，其中 为支持力的功 B.对物体，动能定理的表达式为，其中 为合力的功 C.对物体，动能定理的表达式为 D.对电梯，其所受合力做功为 第2讲 动能定理及其应用 13 解析 物体受支持力和重力，动能定理的表达式为 ，解 得 ，A、B两项错误，C项正确；对电梯，根据动能定理 可知其所受合力做功 ，D项错误。 第2讲 动能定理及其应用 14 考向2 动能定理的基本应用 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.注意事项 （1）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。 （2）当物体的运动包含多个不同过程时,可分段应用动能定理求解,也可以全过程应 用动能定理求解。 （3）动能是标量,动能定理是标量式,解题时不能分解动能。 第2讲 动能定理及其应用 15 例2 （2023年黑龙江校考）如图所示，质量 的木块（可视为质 点）被水平向左的力 压在竖直墙壁上，木块初始位置离地面高度 ，木块与墙面之间的动摩擦因数，木块距离地面的高度 与力之间的关系为 ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力 加速度大小 。下列说法正确的是( ) 。 A A.木块从初始位置开始下滑至地面前瞬间的过程中，克服摩擦力做功为 B.木块从初始位置开始下滑至地面前瞬间的过程中，机械能减少 C.木块从初始位置开始下滑至地面前瞬间的过程中，动能的变化量为 D.木块下滑到地面前的瞬间的速度大小为 第2讲 动能定理及其应用 16 解析 对木块进行分析，木块受到重力、压力、墙面的支持力 与滑动摩擦力，根 据受力特征有，，解得，可知， 大小与木块距离地面 的高度成正比，则木块克服摩擦力做功 ,A项正确；根据上述可知， 木块从初始位置开始下滑至地面前瞬间的过程中，克服摩擦力做功为 ，则木块机 械能减少 ，B项错误；木块从初始位置开始下滑至地面前瞬间的过程中，根据动能 定理有,解得 ,C项错误；木块从初始位置开始下滑至地面前 瞬间的过程中，根据动能定理有,解得 ,D项错误。 第2讲 动能定理及其应用 17 第2讲 动能定理及其应用 18 重难点1 动能定理求变力做功 在一个有变力做功的过程中，当变力做功无法直接通过功的公式求解时，可用动 能定理，物体初、末速度已知，恒力做功 可根据功的公 式求出，这样就可以得到 ，就可以求出变力做的功了。 第2讲 动能定理及其应用 19 例3 （2023年江苏模拟）如图，粗糙水平面 与竖直面内半 径的粗糙半圆形导轨在 点平滑连接。质量 的物体将弹簧压缩至 点后由静止释放，在弹力作用 下物体获得某一向右速度后脱离弹簧，它经过 点的速度 （1）物体沿半圆形导轨运动过程中克服阻力所做的功。 答案 解析 物体从至的过程中，由动能定理得 解得 。 ，之后沿半圆形导轨运动，到达点的速度 。已知物体与水平 面间的动摩擦因数，间长度，重力加速度取 ，求： 第2讲 动能定理及其应用 20 （2）弹簧压缩至 点时的弹性势能。 答案 解析 物体从至的过程中，由动能定理得 解得 由功能关系可得 。 第2讲 动能定理及其应用 21 若竖直面内的半圆形导轨内壁光滑，小球被弹簧弹出后在半圆形导轨内运动过程中 不脱离轨道，求弹簧压缩至 点时的弹性势能时的取值范围？ 答案 或 第2讲 动能定理及其应用 22 【巩固训练2】 滑板运动受到很多年轻人的喜爱，一个 滑板运动员在一个平台上的点，以 的速度 冲向一个圆形轨道，在圆轨道的点沿切线滑入， 是 圆的一条直径，为圆轨道的最高点， 为圆轨道的最低 点，与的夹角为 ，圆轨道半径，人与滑板车的总质量 ， 滑到轨道最高点时对轨道的压力等于人与滑板车的重力，重力加速度取， ， 。求： 第2讲 动能定理及其应用 23 （1）人与滑板车滑到轨道 点时的速度大小和该过程所用的时间。 答案 ; 解析 人与滑板车滑到轨道 点时的速度如图 则 解得人与滑板车滑到轨道点时的速度大小 竖直方向的速度大小 人与滑板车从点冲出后做平抛运动，竖直方向上是自由落体运动，则 解得人与滑板车滑到轨道点时的时间 。 第2讲 动能定理及其应用 24 （2）人与滑板车在圆轨道里滑行至最高点的过程中克服轨道摩擦力做的功。 答案 解析 人与滑板车滑到轨道最高点时，由牛顿第二定律得 解得 人与滑板车在圆轨道里从 点滑行至最高点，由动能定理得 解得人与滑板车在圆轨道里滑行至最高点的过程中轨道摩擦力做的功 所以人与滑板车在圆轨道里滑行至最高点的过程中克服轨道摩擦力做的功为 。 第2讲 动能定理及其应用 25 重难点2 动能定理与图像的结合 1.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与之相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、图线与坐标轴围成的面积等所表示的物理意义,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。 第2讲 动能定理及其应用 26 2.图像所围“面积”和图像斜率的含义 第2讲 动能定理及其应用 27 考向1 图像问题 例4 一小球在竖直向上的拉力 作用下向上做匀减速运动，某时刻撒去拉力，小球继 续上升一段距离后下落，不计空气阻力。下列关于小球上升过程中的动能 随上升 高度 的变化图像可能正确的是( ) 。 A A. B. C. D. 第2讲 动能定理及其应用 28 解析 小球在拉力 下向上做匀减速直线运动过程中,根据动能定理可知 ,则,图像的斜率为 ，斜率 为负数；当撤去后，在上升过程利用动能定理得 ,则 ,斜率为，即撤去后 图像的斜率变大，A项正确。 第2讲 动能定理及其应用 29 请在正确的图像上继续画出下落过程中的 图像。 答案 第2讲 动能定理及其应用 30 解决物理图像问题的基本步骤 第2讲 动能定理及其应用 31 考向2 图像与动能定理的结合 例5 （多选）图1为一种新型的电动玩具，整体质量 为 ，下方的圆球里有电动机、电池、红外线发射 器等，打开开关后叶片转动时会产生一个与叶片转 动平面垂直的升力 ，使玩具在空中飞行。将玩具从 离地面高度为 处静止释放，使玩具在竖直方向运 BC A.玩具先做匀加速再做匀减速运动 B.玩具下落到距地面 处速度最大 C.玩具下落的最大速度为 D.玩具下落的最大速度为 动，升力随离地面高度变化的关系如图2所示，重力加速度为 ，玩具只受升力和 自身重力作用。对于 的过程，下列判断正确的是( ) 。 第2讲 动能定理及其应用 32 解析 玩具在下落过程中，根据牛顿第二定律有, 过程中，由 图可知，从零增大到，在时为 ，所以加速度开始向下并逐渐减小, 速度在增大，当达到 时合力为零,加速度为零,此时速度达到最大值，继续运动， 合力向上，做减速运动，此时加速度向上并逐渐增大，速度在减小，A项错误，B项 正确；根据上面分析可知，到达时速度最大， 做负功，大小为图像中图线与横 轴围成的面积，所以有 ，对该过程根据动能 定理有，解得 ，C项正确，D项错误。 第2讲 动能定理及其应用 33 考向3 其他图像与动能定理的结合 与 图像的结合 例6 （2023年山东模拟）如图1所示，在光滑水 平面上，一物体在水平向右的恒定拉力 作用下 由静止开始向右做直线运动，物体的动能 随 时间变化的图像如图2所示，虚线为图像上 点 的切线，切线与轴交点的坐标 是( ) 。 C A.0.60 B.0.70 C.0.75 D.0.80 第2讲 动能定理及其应用 34 解析 物体在拉力作用下做匀加速直线运动，则根据动能定理得 ，根据运动 学公式，代入后得，把 点坐标代入后得出 ，则，对与的关系式求导并代入点坐标，可知 点切 线斜率为4，即，则，则 ，C项 正确。 第2讲 动能定理及其应用 35 动力学图像的判断 【巩固训练3】 （2023年山东模拟）如图所示，平直木板 倾斜 放置，小物块与木板间的动摩擦因数由到 均匀增大，小物块从 点由静止释放，恰好可以到达点，小物块的加速度、动能 、 B A. B. C. D. 重力势能和机械能（取地面为零势能面）随下滑位移 变化的图像可能正确的 是( ) 。 第2讲 动能定理及其应用 36 解析 根据题意，小物块从到 是先做加速运动后做减速运动，加速度先向下后向 上，方向发生了变化，A项错误；设斜面的长度为 ，则小物块的重力势能可以表示 为 ，B项正确；下滑过程中，小物块的动能先增大后减小，但 是其图线的斜率表示其所受的合力，根据题意可以判断合力是变力，与图像不符，C 项错误；根据功能关系可知，机械能的减小量等于小物块克服摩擦力所做的功，图 像的斜率表示摩擦力，根据题意摩擦力逐渐增大，与图像不符，D项错误。 第2讲 动能定理及其应用 37 用动能定理解决多过程问题 考向1 动能定理在单向多过程问题中的应用 1.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。 第2讲 动能定理及其应用 38 （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。 第2讲 动能定理及其应用 39 2.全过程列式时要注意 （1）重力、弹簧弹力做功取决于物体的初、末位置,与路径无关。 （2）大小恒定的阻力或摩擦力做功等于力的大小与路程的乘积的负值。 第2讲 动能定理及其应用 40 例7 （2023年湖北卷）某游戏装置原理示意图如图所示。 水平桌面上固定一半圆形竖直挡板，其半径为 、内表 面光滑，挡板的两端、在桌面边缘，与半径为 的固 定光滑圆弧轨道在同一竖直平面内，过 点的轨道半 径与竖直方向的夹角为 。小物块以某一水平初速度由 点切入挡板内侧，从点飞出桌面后，在 点沿圆弧切线 方向进入轨道内侧，并恰好能到达轨道的最高点 。小物块与桌面之间的动摩擦 因数为，重力加速度大小为 ，忽略空气阻力，小物块可视为质点。求： 第2讲 动能定理及其应用 41 （1）小物块到达 点的速度大小。 答案 解析 由题知，小物块恰好能到达轨道的最高点，则在点有 解得 。 第2讲 动能定理及其应用 42 （2）和 两点的高度差。 答案 0 解析 由题知，小物块从点沿圆弧切线方向进入轨道内侧，则在 点有 小物块从到的过程中，根据动能定理有 则小物块从到的过程中，根据动能定理有 联立解得， 。 第2讲 动能定理及其应用 43 （3）小物块在 点的初速度大小。 答案 解析 小物块从到的过程中，根据动能定理有 ，其中 ，解得 。 第2讲 动能定理及其应用 44 运动可能性问题 【巩固训练4】 （2023年浙江模拟）由弧形轨道、圆轨道、水平直轨道平滑连接而 成的力学探究装置如图所示。水平轨道 末端装有一体积不计的理想弹射器，圆轨 道与水平直轨道相交于点，且点位置可改变。现将质量 的滑块（可视为 质点）从弧形轨道高处静止释放，且将点置于 中点处。已知圆轨道半 径，水平轨道长，滑块与间的动摩擦因数 ，弧形轨 道和圆轨道均视为光滑，不计其他阻力与能量损耗。 第2讲 动能定理及其应用 45 （1）求滑块第一次滑至圆轨道最高点时对轨道的压力大小。 答案 解析 从出发到第一次滑至圆轨道最高点的过程，由动能定理可得 在圆轨道最高点，由牛顿第二定律可得 联立解得 由牛顿第三定律得,滑块对轨道的压力大小为 。 第2讲 动能定理及其应用 46 （2）求弹射器的弹性势能的最大值。 答案 解析 弹射器第一次被压缩时其弹性势能有最大值，由能量守恒可知 解得 。 第2讲 动能定理及其应用 47 （3）若，改变 点位置，使滑块在整个滑动过程中不脱离轨道，求满足条 件的长度 的取值范围。 答案 解析 ①若滑块恰好到达圆轨道的最高点， 从开始到圆轨道最高点，由动能定理可知 解得， 要使滑块不脱离轨道，之间的距离应该满足 第2讲 动能定理及其应用 48 ②若滑块刚好达到圆轨道的圆心等高处，此时的速度为零，由动能定理可知 ，解得， 根据滑块运动的周期性可知，应使 ，滑块不脱离轨道； 综上所述，符合条件的长度为 。 第2讲 动能定理及其应用 49 考向2 动能定理在往复运动问题中的应用 1.往复运动问题 在有些问题中物体的运动过程具有重复性、往返性,而在这一过程中,描述运动的物理 量多数是变化的,而且重复的次数又往往是无限的或者难以确定。 2.解题策略 此类问题多涉及滑动摩擦力或其他阻力做功,其做功的特点是与路程有关,运用牛顿运 动定律及运动学公式将非常烦琐,甚至无法解出,由于动能定理只涉及物体的初、末状 态,所以用动能定理分析这类问题可使解题过程简化。 第2讲 动能定理及其应用 50 例8 滑板运动是极限运动的鼻祖，许多极限 运动项目均由滑板项目延伸而来。滑板运动 的轨道如图，和 是两段光滑圆弧形轨 道，段的圆心为点，圆心角为 ，半径与水平轨道垂直，水平轨道 段粗糙且长。某运动员从轨道上的点以的速度水平滑出，在 点刚好沿轨 道的切线方向滑入圆弧轨道，经轨道后冲上轨道，到达 点时速度减为零， 然后返回。已知运动员和滑板的总质量为，、两点到水平轨道 的竖直高 度分别为和，且，，取 。 第2讲 动能定理及其应用 51 （1）求运动员从点运动到达点时的速度大小 。 答案 解析 由题意可知， 解得 。 （2）求轨道段的动摩擦因数 。 答案 0.125 解析 从点到 点，由动能定理可得 代入数据可得 。 第2讲 动能定理及其应用 52 （3）通过计算说明，运动员最终停在何处。 答案 点左侧 处 解析 设运动员在段的总路程为，由动能定理可得 代入数据解得 因为 所以运动员最后停在距离点左侧 处。 第2讲 动能定理及其应用 53 如果段光滑，圆弧对应圆心角为 ,且圆弧半径为 ，求小球 从 飞出后离地面的最大高度是多少？ 答案 第2讲 动能定理及其应用 54 求和公式在多过程中的应用 【巩固训练5】 （2023年宁夏校考）将一篮球从距地面高度为 处由静止释放，篮 球与地面碰撞过程损失的能量总为碰撞前动能的 ，篮球始终在竖直方向运动，不计 空气阻力，则篮球停止运动前运动的总路程为( ) 。 B A. B. C. D. 第2讲 动能定理及其应用 55 $