2024版高考物理一轮复习教材：动能和动能定理教学课件

第2讲动能和动能定理

知识点37动能定理的理解及应用

教材知识萃I

动能：物体由于运动而具有的能量，公式为，，是标量

》内容：合力对物体所做的功等于物体动能的变化］及-J,

动能定理II

.表达式：W=AE=E2力做功，也适用于变力假功

运动

分析

一

解

动能方

确定研究定理分阶段或程

动力学讨

对象和研全过程列

应用动能定理分析的基本思路关系论

究过程方程

结

受力果

几个力?是否做功?

分析

恒力还做正功还

是变力?是做负功?

知识点37动能定理的理解及应用

1.如图，在摩托车越野赛途中的水平路段前方有一个坑，该坑沿摩托车前进方向的水平宽度为3h,其左边缘a点比

右边缘b点高0.5h。若摩托车经过a点时的动能为日,它会落到坑内c点，c与a的水平距离和高度差均为h;若经过a点

时的动能为E2,该摩托车恰能越过坑到达b点。隅T

A.20B.18

C.9.0D.3.0

答案

1.B摩光车落到c点时，根据平抛运动规律有尸如外出合环，解得显=季同理摩托车落到b点时有v62=9gh。又

动育斑产如诏「机诏2所以/=1'，故A、C、D项错误，B项正确.

知识点37动能定理的理解及应用

3.［多选］游乐场有一种儿童滑轨，其竖直剖面示意图如图所示，AB部分是半径为R的四分之一圆弧轨道，BC部分轨

道水平。一质量为m的小孩（可视为质点）从A点由静止滑下，滑到圆弧轨道末端B点时，对轨道的正压力为2.5ng重

力加速度大小为g。下列说法正确的是

A.小孩到达B点时的速度大小为V2gR

B.小孩到达B点时的速度大小为回

C.小孩从A到B克服摩擦力做的功为11gA

D.小孩从A到B克服摩擦力做的功为

教材素材变式

答案

3.BC根据牛顿第三定律可知，小孩在B点处受到轨道的支持力N=2.5mg,根据牛顿第二定律有解得

v=写,故选项A错误，B正确；根据动能定理有叫&哈l早代人可求出小孩从A到B克服摩擦力做的功

哈加gA故选项C正确，嘴误。

教材知识萃取

分阶段应用［带求某二中间量，应分阶段应用动能定理。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,.

动能定理

动能定理在多过1可以研究其中一个或儿个分过程，结合动能定理，各个击破

程问题中的应用当物体运动过程包含几个不同的物理过程，乂不需要研究过程的中间状态

全过程应用

时，可以把几个运动过程看作一个整体，运用动能定理来研究，避开每个运

动能定理

动过程的具体细节，简化运算

提示全过程列式时要注意：（I）重力、弹黄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

阻力或摩擦力做功的数值等于力的大小与路程的乘积。

知识点38动能定理在多过程问题中的应用

1.如图，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半圆的直径与地面垂直。一小物块以速度以轨道下端滑入轨道，并

从轨道上端水平飞出，小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关，当此距离最大时，对应的轨道半径为（重力

加速度为g）

答案

1.B根据动能定理有5V4m这二叫・2犬,物块从轨道上端水平飞出后做平抛运动，有2/?二会而联立解得

户（-16R2+空也根据二欠函数的性质可知,当/?="付，水平距离x最大，选项B正确。

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知识点38动能定理在多过程问题中的应用

2.如图所示，斜面的倾角为Q质量为r的制夬与挡板P的距离为X。现使滑块以初速度v沿斜面上滑，滑块与斜面

间的动摩擦因数为U滑块所受摩擦力小于重力湍斗面向下的分力。若湖夬每次与挡板榔蛾）无机械能损失，重力

加速度大小为g,则滑块经过的总路程是

人3备以眄①13i忌+煮）

ff）D.3^5+爵）

答案

2.A由于摩擦生热田融所受的摩擦力小于重力潞斗面向下的分量，滑块最终将停在斜面底部，设滑块经过的总

路程为x,对滑块运动的全过程，由动能定理有rpgxosin0~urngxcos^ogm哧解得五朱/r01an〃）AIE确，BCD错

误。

知识点38动能定理在多过程问题中的应用

3.［多选］从地面竖直向上抛出一质量为1kg的物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一大小不变、方向始

终与运动方向相反的空气阻力作用，如图所示是物体距离地面3m范围内的动能E、随变化的图像（物体上升的最

大高度大于刎，重力加速度取下列说法正确的是

A.空气阻力大小为2N

B.空气阻力大小为1N

C.物体上升的最大高度为6m

D.物体运动过程中克服空气阻力做功24J

知识点38动能定理在多过程问题中的应用

答案

3.ACD根据动能粉合=心巧合h可知，Exf图线斜$的大小即合外力的大小，结合图像可知物体上升过程中

F合上二mg+f=12N,代入数据，解得々N,即空气阻力大小为2NA正确，B错误；设物体上升的最大高度为h.上升的初

动能为EKB72J,根据动能定理可得"F合上h1力白。代入数据解得h|=6nxC正确；物体离开抛出点和回到抛

动能分别为时72J,Ex=48J,整个过程中重力做功为零根据动能定理可得归ExrEx=24J,物体运动过程中克服

空气的做咏4J,D正确。

•题多解

对于物体运动的全过程，根据动能定理有48J~72J=f2h,同理，对于物体上、下两次经过骨的过程，有2好

3612(hr前，代入数据解得f=2N,询故AC正确，潴误；贝I］物体运动过程中克月墀擦力做的功为

生2fh尸24N,故D正确。

知识点38动能定理在多过程问题中的应用

4.［多选］人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实。某次打夯过程简化为以下模型：两人同时通过绳子对重物

各施加一个大小为320N、方向与竖直方向成37°角的恒力作用，使重物离开水平地面40cm后即停止施力，最后重

物自由下落把地面砸深4cm。已知重物的质量为40kg,取重力加速度斤9.81n/s2,sin37°=06os37°4.8。冬略

气助则

A.重物刚落地时的速度大小为3.2m/s

B.重物网落地时的速度大小为2.8m/s

C.地面对重物的平均阻力为4312N

D.地面对重物的平均阻力为5512N

知识点38动能定理在多过程问题中的应用

4AD两根绳子对重物拉力的合力大小为F合=2Fcos37°=2X320X0.8N=512N,从对重物施力到重物落地瞬间的

过程，只有绳子的拉力做功，由动能定理得.1M其中morrtSm解得/4加包证确，曜误；重物由落地

到砸入地面4cm的过程，由动能定理得m火力-内阻人=()■，〃/,其中h=40«=0.04|1,解得邛且=5512N,C错i吴，D正确

一题多解

本题的CD两项还可以用以下方法分析。从对重物施力到重物砸入地面4cm的过程，由动能定理得F合x日班

F阻h=0,解•阻=5512No

知识点38动能定理在多过程问题中的应用

5.过山车是一项富有刺激性的娱乐项目，那种风驰电掣、有惊无险的刺激感令不少人着迷。如图所示为竖直平

面内某过山车的简化模型，质量为m、可视为质点的小车从距地面高为h=3R的A点由静沿轨道入：J

于水平面上的圆周轨道最低点B,然后恰好通过最高点C,最后冲上轨道BD,已知圆周轨道的半径为

道间摩擦忽略不计，与圆周轨道间的摩擦不可忽略，不计空气阻力，重力加速度为g,求：

⑴小车第一次通过B点时轨道对小车支持力的大小；/

⑵小车从B到C的过程中克服摩擦力做的功。

知识点38动能定理在多过程问题中的应用二

答案

5.(l)7mg(^mgR

【解析】(1)对小车由ASJB的过程，根据动能定理有，〃助诏

在B点，由牛顿第二定律有愀机月耳

联立解得N=7mg

⑵小车恰好通过最高点G则在C点有神产畔

对小车由B到C的过程，根据动能定理有

•mg.2R-W克二;m虎一;皿：

解得卬言mgK

知识点38动能定理在多过程问题中的应用

6.北京2022年冬奥会跳台滑雪比赛在张家口国家跳台滑雪中，谣