第6章 2.第2节 动能定理及其应用（PPT课件）-【高考突破新方案】2027年高考物理大一轮复习学案

该高中物理高考复习课件聚焦“动能定理及其应用”专题，依据高考评价体系梳理了动能理解、定理应用及图像结合三大核心考点，通过真题分析明确多过程问题、变力做功、E_k-s图像等高频考查方向，归纳选择、计算等常考题型，体现备考针对性与实用性。 课件亮点在于“真题解析+素养培养+技巧总结”，如以2021湖北卷E_k-s图像题、2025届山西联考缓冲问题为例，运用科学推理剖析合力做功与动能变化关系，提炼“过程分析-受力做功-定理列方程”解题步骤，培养科学思维与模型建构素养，助力学生掌握得分技巧，教师可据此高效开展专题复习。

第2节 动能定理及其应用 返回目录 考点1　动能定理的理解和基本应用 1.动能 返回目录   2.动能定理 返回目录 典例1    (2025届山西部分学校联考)一名质量为m的游客从高处跳下落到沙滩上。已 知该游客起跳处脚底与沙滩表面之间的高度差为H,落到沙滩上时屈膝缓冲,缓冲过程 重心下降的高度为h,该过程沙子对游客的作用力视为不变,重力加速度为g,不计空气阻 力,则该游客从接触沙子到重心停止下降过程中受到沙子竖直向上的冲力为 (         ) A. mg    B. mg    C. mg    D. mg ·········· 能力进阶 ·········· A 解析　　游客由跳下至重心停止下降,根据动能定理可得mg(H+h)- h=0,解得该游客从 接触沙子到重心停止下降过程中受到沙子的平均冲力大小为 = mg,A正确。 返回目录 (进阶1·对“v2”的运用)如图所示,在倾角为θ的斜面顶端有一压缩的弹簧,弹簧将一 个小球弹射出去,若小球从斜面水平抛出的初动能为E1,小球落到斜面上的动能为E2。 不计空气阻力,下列结论正确的是 (       ) D A.tan θ= 　　　    B.tan θ=  C.tan θ= 　　　    D.tan θ=  返回目录 解析　　根据题意,设小球落在斜面上时速度大小为v,竖直分速度大小为vy,则有v2= +  。小球的初动能E1= m ,落到斜面上时的动能E2= mv2= m( + ),则有E2-E1= m  。设小球落在斜面上时,速度与水平方向夹角为α,则有tan θ= tan α= × =   = 【熟记平抛运动推论】,D正确。 返回目录 (进阶2·瞬时力做功)如图所示,篮球以与水平面成45°的倾角准确落入篮筐,假设运动 员投篮时在空中的速度恰好为零且投球点和篮筐正好在同一水平面上,投球点到篮筐 的水平距离为5 m。篮球质量约600 g,不考虑空气阻力,g取10 m/s2。根据以上数据,下 列说法正确的是(         ) A.篮球投出后到达的最高点距篮筐的竖直距离为2.5 m B.篮球进筐的速度为5 m/s C.运动员投出篮球过程中,对篮球做的功约为15 J D.从投球点到落入篮筐的过程中,篮球运动的时间为2 s C 返回目录 解析　　篮球以与水平面成45°的倾角准确落入篮筐,则篮球进筐时,其水平分速度v0与 竖直分速度vy大小相等,设从投球点到落入篮筐的过程中,篮球运动的时间为t,则有vy=g  =v0,x=v0t=5 m,联立解得t=1 s,vy=v0=5 m/s,则篮球进筐的速度大小v= =5  m/s, 篮球投出后到达的最高点与篮筐的竖直距离为h= =1.25 m,A、B、D错误。根据对 称性可知,运动员投出篮球时的速度大小v'=v=5  m/s,根据动能定理可得W= mv'2-0= 15 J,则运动员投出篮球过程中,对篮球做的功约为15 J,C正确。 返回目录 (进阶3·变力做功定性分析)(多选)冬奥会上有一种单板滑雪U型池项目,如图所示为 U型池示意图。半径R= h的半圆形池内各处粗糙程度相同,其中a、c在同一水平面,且 b为U型池最低点。某运动员从距a点正上方h高的O点自由下落,由左侧切线进入池中, 从右侧切线飞出后上升至最高位置d点(相对c点高度为 h)。不计空气阻力,重力加速 度为g,则运动员 (         ) A.每次经过b点时重力的功率不同 B.第一次经过c点时的速度大小为  C.第一次经过b点时的速度大小为  D.从d点向下返回一定能越过a点再上升一定高度 BD 返回目录 解析　　运动员每次经过b点时速度均沿水平方向,重力的方向始终竖直向下,两者相 互垂直,所以在b点重力的功率始终等于0,A错误。运动员第一次从c点到达右侧最高点 d的过程中,由动能定理有- m =- mgh,解得vc= ,B正确。运动员从O处自由下落,到 达d点,由动能定理有0= mgh+Wf,解得Wf=- mgh,运动员第一次从a到c过程,半圆形池上 同一水平高度的两个位置处,其在左侧位置处的速度大于在右侧位置处的速度,即运动 员对左侧位置处的压力更大,受到的滑动摩擦力也更大,即运动员从O到b克服摩擦力做 的功W1> mgh,运动员第一次从O到b,由动能定理有 m = mgh-W1< mgh,可知vb< 返回目录  ,C错误。运动员第一次从c到a过程,经过半圆形池上的同一位置时的速度大小都 比第一次从a到c过程中的速度小,受到的滑动摩擦力也更小,则第一次从c到a过程克服 摩擦力做的功W2< mgh,运动员从d到a过程,由动能定理有 m = mgh-W2>0,解得va>0, 即运动员可以越过a点继续上升,D正确。 返回目录 (进阶4·多过程定量计算)四分之一粗糙圆弧轨道的半径为0.45 m,底端与水平轨道平 滑相切。有一质量为0.2 kg的物体(可视为质点)自最高点A从静止开始下滑到圆弧轨道 最低点B,然后沿水平轨道前进0.4 m到达C点停止。物体与轨道间的动摩擦因数为0.5 (g取10 m/s2),求: (1)物体到达B点时的速度大小; (2)物体在圆弧轨道上克服摩擦力所做的功。 返回目录 答案 (1)2 m/s    (2)0.5 J 解析 (1)物体从B运动到C的过程中,由动能定理得 -μmgx=0- m ,解得vB=2 m/s。 (2)解法一　物体从A运动到B的过程,由动能定理得 mgR+Wf= m -0,解得摩擦力做的功Wf=-0.5 J, 则克服摩擦力做的功W克服=0.5 J。 解法二　物体从A运动到C的过程,由动能定理得 mgR+Wf-μmgx=0,解得Wf=-0.5 J,则W克服=0.5 J。 返回目录 提分关键·规律总结 应用动能定理解题的一般步骤   动能是标量,动能定理是标量式,解题时不能分解动能。 返回目录 考点2　动能定理与图像结合的问题 常见图像的分析       返回目录 典例2    (2021湖北,4,4分)如图(a)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(b)所示。重力加 速度大小取10 m/s2,物块质量m和所受摩擦力大小f分别为 (         )  　      A.m=0.7 kg,f=0.5 N　　　    B.m=0.7 kg,f=1.0 N C.m=0.8 kg,f=0.5 N　　　    D.m=0.8 kg,f=1.0 N A 返回目录 解题导引       返回目录 解析　　由题图(b)可知,物块在上滑过程中动能由Ek1=40 J变为0,说明物块冲到s=10 m 时速度为零,则由动能定理得-mgh-fs=0-Ek1;接下来返回到出发点时,动能变为Ek2=30 J, 则由动能定理得mgh-fs=Ek2,h=s·sin 30°,联立解得m=0.7 kg,f=0.5 N,A正确。 一题多解 Ek-s图线的斜率表示物块受到的合力。上升过程,物块做匀减速运动,斜率的绝对值表 示所受合力大小,即mg sin θ+f=4 N;下降过程,物块做匀加速运动,斜率的绝对值表示所 受合力大小,即mg sin θ-f=3 N,联立解得m=0.7 kg,f=0.5 N。 返回目录 高考变式　(直线运动变曲线运动)跳台滑雪是一项深受勇敢者喜爱的滑雪运动。 图甲为某跳台滑雪运动员从跳台a处(长度可忽略不计)沿水平方向飞出,经2 s在斜坡b 处着陆的示意图。图乙为运动员从a运动到b的过程中动能Ek随时间t变化的关系图 像。不计空气阻力作用,g=10 m/s2,下列说法正确的是 (         ) A.运动员的质量为50 kg B.运动员到达b点时速度与水平方向夹角为45° C.运动员从a运动到b,重力做功为1.2×104 J D.运动员离坡面最远的位置在ab的中垂线上 C 返回目录 解析　　由动能的定义式及题图乙可知运动员在t=0时动能为 m =3×103 J,t=2 s时动 能为 m[ +(gt)2]=15×103 J,联立解得v0=10 m/s,m=60 kg,A错误。t=2 s时,运动员落在斜 坡上,速度与水平方向的夹角满足tan α= =2,即α≠45°,B错误。运动员从a运动到b,根 据动能定理有WG=W合=Ekb-Eka=1.2×104 J,C正确。运动员离坡面距离最远时,速度方向与 坡面平行,运动员的运动可分解为沿坡面和垂直坡面方向,垂直坡面方向的运动具有对 称性,沿坡面方向一直做匀加速直线运动,则运动员离坡面最远的位置不在ab的中垂线 上,D错误。 返回目录 $