2022届全国新高考物理冲刺复习 动能和动能定理

2022届全国新高考物理冲刺复习

动能和动能定理

考点一、动能

1、动能的定义

（1）由于运动而具有的能；

（2）等于物体的质量与物体速度的二次方乘积的一半。

2、动能的单位：与功的单位相同，国际单位为焦耳，lJ=lkg-m2-s-2。

3、动能的表达式：Ek=1mv2

（1）v是瞬时速度的大小，与方向无关；

（2）对于不同参考系，速度也不同，一般以地面为参考系；

（3）动能是标量（只有正值），是状态量。

（4）同一物体动能变化，速度（大小）一定变化；速度（方向）变化，动能不一定变化。

4、动能的变化量

.r-1212

/=3叫i-/w初

【典例详析】

例1、（多选）关于动能，下列说法中正确的是（）

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、公式Ek=；mv2中，速度v是物体相对于地面的速度，且动能总是正值

C、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

D、动能不变的物体，一定处于平衡状态

【答案】AC

例2、如图所示，在水平桌面上的A点有一个质量为m的物体以初速度vo被抛出，不计空气阻力，当它

到达B点时，则（）

A

77377777

H

7777777777777777T

A.动能与vo的方向有关

B.动能大小为j+mgh

C.动能大小与参考平面的选取有关

D.改变vo的大小和方向，物体不可能再次经过B点

【答案】Bo

例3、用电梯将货物沿竖直方向匀速提升一段距离.关于这一过程中，电梯对货物的支持力所做的功、重

力对货物做的功以及货物动能的变化，下列说法中正确的是（）

A.重力做正功，支持力做负功，物体的动能增大

B.重力做负功，支持力做正功，物体的动能不变

C.重力做负功，支持力做正功，物体的动能增大

D.重力不做功，支持力做负功，物体的动能不变

【答案】Bo

例4、（多选）下列方法能使汽车的动能变为原来的2倍的是（）

A.质量不变，速度增大到原来的2倍

B.速度不变，质量增大到原来的2倍

C.质量减半，速度增大到原来的2倍

D.速度减半，质量增大到原来的2倍

【答案】BC

考点二、动能定理及其应用（不涉及加速度或者时间问题时常用）

1、动能定理的内容

合外力所做的功等于物体动能的变化。合外力做功导致动能发生变化。

2,表达式

（1）W=1mV22—^mVi2

（2）W=Ek2—Ek尸阻

3、动能定理的应用

适用于恒力做功和直线运动，适用于变力做功和曲线运动。

4、动能定理的理解

（1）等值关系

某物体的动能变化量总等于合力对它做的功.

（2）因果关系

合力对物体做功是引起物体动能变化的原因，合力做功的过程实际上是其他形式的能与动能相互转化的过

程，转化了多少由合力做了多少功来度量.

5、应用动能定理解题的步骤

（1）确定研究对象和研究过程（研究对象一般为单个物体或相对静止的物体组成的系统）.

（2）对研究对象进行受力分析（注意哪些力做功或不做功）.

（3）确定合外力对物体做的功（注意功的正负）.

（4）确定物体的初、末动能（注意动能增量是末动能减初动能）.

（5）根据动能定理列式、求解.

6、动能定理与牛二定律的比较

（1）相同点：确定研究对象，对物体进行受力分析和运动过程分析

（2）适用条件

牛顿运动定律只能研究在恒力作用下物体做直线运动；

动能定理对于物体在恒力或变力作用下，物体做直线或曲线运动均适用；

（3）应用方法

牛顿运动定律要考虑运动过程的每一个细节，结合运动学公式解题；

动能定理只考虑各力的做功情况及初、末状态的动能；

（4）运算方法

牛顿运动定律矢量运算；

动能定理代数运算；

【典例详析】

例5、关于动能定理，下列说法中正确的是（）

A、某过程中外力的总功等于各力做功的绝对值之和

B、只要合外力对物体做功，物体的动能就一定改变

C、在物体动能不改变的过程中，动能定理不适用

D、动能定理只适用于受恒力作用而加速运动的过程

【答案】B

例6、关于动能定理的表达式亚=£1<2-£1;1,下列说法正确的是（）

A、公式中的W为不包含重力的其他力做的总功

B、公式中的Ek2-Ekl为动能的增量，当W>0时，动能增加；当W<0时，动能减少

C、动能定理适用于直线运动，但不适用于曲线运动；适用于恒力做功，但不适用于变力做功

D、公式中的W为包含重力在内的所有外力做的功，也可通过以下两种方式计算：先求每个外力的功，再

求功的代数和；或者先求合外力，再求合外力的功

【答案】BD

例8、某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是:

小车打点计时器

①摆好实验装置如图

②将质量为200g的小车拉到打点计时器附近，并按住小车

③在质量为10g、30g、50g的三种钩码中，他挑选了一个质量为50g的钩码挂在拉线P上

④释放小车，打开打点计时器的电源，打出一条纸带

(1)在多次重复实验得到的纸带中取出较为满意的一条，经测量、计算，得到如下数据：

a、第一个点到第N个点的距离为40cm

b、打下第N点时小车的速度大小为1.00m/s

该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力算出拉力，对小车做的功为J,小车动能的增量为J«

(2)此次实验探究结果，他没能得到“恒力对物体做的功，等于物体动能的增量”，且误差很大，显然，在

实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素。请你根据该同学的实验操作过程帮助分析一下，造成较大误

差的主要原因是(至少说出两种可能)：。

【答案】(1)0.196；0.100；(2)没有平衡摩擦力，小车质量没有远大于钩码质量.

例9、质量为2t的汽车在平直公路上由静止开始运动，若保持牵引力恒定，则在30s内速度增大到I5m/s,

这时汽车刚好达到额定功率，然后保持额定输出功率不变，再运动15s达到最大速度20m/s,求：

(1)汽车的额定功率；

(2)汽车运动过程中受到的阻力；

(3)汽车在45s共前进多少路程。

【答案】

(1)汽车的额定功率为60kW；

(2)汽车运动过程中受到的阻力为3000N；

(3)汽车在45s共前进多少路程为466.7m。

【课后训练】

1、关于动能定理，下列说法中正确的是（）

A.在某过程中，外力做的总功等于各个力单独做功的绝对值之和

B.只要有力对物体做功，物体的动能就一定改变

C.动能定理只适用于直线运动，不适用于曲线运动

D.动能定理既适用于恒力做功的情况，又适用于变力做功的情况

【答案】D

2、在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜向下方向抛出，不计空气阻力，则落在

同一水平地面时的速度大小（）。

A、一样大B、水平抛的最大

C、斜向上抛的最大D、斜向下抛的最大

【答案】A

3、（多选）一质量为0.1kg的小球，以5m/s的速度在光滑水平面上匀速运动，与竖直墙壁碰撞后以原速

率反弹，若以弹回的速度方向为正方向，则小球碰墙过程中的速度变化和动能变化分别是（）

A、Av=0B、△u=10〃?/sc、△Ek=lJD、△线=。

【答案】AD

4、一个物体的速度从0增大到V,外力对物体做功为Wi；速度再从V增大到2V,外力做功为W2,则

W1和W2的关系正确的是（）

A、Wi=W2B、W,=2W2

C、W2=3W|D、W2=4W|

【答案】C

5、（多选）在平直公路上，汽车由静止开始做匀加速直线运动，当速度达到Vmax后，立即关闭发动机直至静

止，V-t图象如图所示，设汽车的牵引力为F,受到的摩擦力为f,全程中牵引力做功为W1,克服摩擦力做

功为W2，则（）

A.F：f=1：3B.Wi:W2=l：1C.F:f=4：1D.Wi:W2=l：3

【答案】BC

6、一学生用100N的力将静置于地面上的质量为0.5kg的球以8m/s的初速度沿水平方向踢出20m远，则

该学生对球做的功是()

A.200JB.16JC.1000JD.无法确定

【答案】B。

7、在水平放置的长直木板槽中，一木块以6.0m/s的初速度开始滑动.滑行4.0m后速度减为4.0m/s,若木

板槽粗糙程度处处相同，此后木块还可以向前滑行多远？

【答案】3.2m

8、一架喷气式飞机，质量m=5xl()3kg,起飞过程中从静止开始滑跑的路程为s=5.3xl()2m时，达到起飞的

速度v=60m/s,在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍(k=0.02),求飞机受到的牵引力。(结

果保留两位有效数字)

【答案】l.SxlO4N

9、质量为m的物体以速度V。竖直向上抛出，物体落回地面时度大小为O.75vo,设物体在运动中所受空气

阻力大小不变，求：

(1)物体运动过程中所受空气阻力的大小；

(2)若物体与地面碰撞过程中无能量损失，求物体运动的总路程

【答案】(1)工mg；(2)

25414g

10、如图所示，在光滑的水平面上有一平板小车M正以速度v向右运动。现将一质量为m的木块无初速

度放上小车，由于木块和小车间的摩擦力作用，小车的速度将发生变化。为使小车保持原来的运动速度不

变，必须及时对小车施加一向右的水平恒力F。当F作用一段时间后把它撤去时，木块恰能随小车一起以

速度v共同向右运动。设木块和小车间的动摩擦因素为R,求在上述过程中，水平恒力F