2024-2025年高中物理专题8.3 动能和动能定理（讲）（解析带答案版）.docx

专题8.3动能和动能定理（讲）

讲目标

一、知识与技能

1．理解动能的概念。

2．熟练计算物体的动能。

3．会用动能定理解决力学问题，掌握用动能定理解题的一般步骤。

二、过程与方法

1．运用演绎推导方式推导动能定理的表达式，体会科学探究的方法。

2．理论联系实际，学习运用动能定理分析解决问题的方法。

三、情感、态度与价值观

1．通过演绎推理的过程，培养对科学研究的兴趣。

2．通过对动能和动能定理的演绎推理，使学生从中领略到物理等自然学科中所蕴含的严谨的逻辑关系，反映了自然界的真实美。

讲重难点

理解动能的概念，会用动能的定义式进行计算。

探究功与物体速度变化的关系，知道动能定理的适用范围。

会推导动能定理的表达式。

讲图片思维导图

讲考点和题型

【考点一】动能的表达式

1．定义：物体由于运动而具有的能量．

2．表达式：Ek＝eq\f(1,2)mv2.

3．单位：与功的单位相同，国际单位为焦耳．1J＝1kg·m2·s－2.

4．物理量特点

(1)具有瞬时性，是状态量．

(2)具有相对性，选取不同的参考系，同一物体的动能一般不同，通常是指物体相对于地面的动能．

(3)是标量，没有方向，Ek≥0.

5．对动能的理解

(1)动能是标量，没有负值，与物体的速度方向无关．

(2)动能是状态量，具有瞬时性，与物体的运动状态(或某一时刻的速度)相对应．

(3)动能具有相对性，选取不同的参考系，物体的速度不同，动能也不同，一般以地面为参考系．

6．动能变化量ΔEk

物体动能的变化量是末动能与初动能之差，即ΔEk＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)，若ΔEk0，则表示物体的动能增加，若ΔEk0，则表示物体的动能减少．

【例1】如图所示，冬奥冠军苏翊鸣在一次训练中脚踩滑雪板从平台BC的C点沿水平方向飞出，落在倾斜雪道上的D点。已知倾斜的雪道与水平面的夹角θ＝37°，苏翊鸣从C点飞出时他和装备的动能为400J。苏翊鸣及装备视为质点，不计空气阻力。取sin37°＝0.60，重力加速度g取10m/s2，则苏翊鸣（含装备）落到雪道上D点时的动能为（??）

A．800J

B．900J

C．1300J

D．1500J

【答案】C

【解析】

在C点的动能

由平抛运动知识可知，速度偏转角的正切值是位移偏转角正切值的两倍

到达D点竖直方向速度

在D点的速度

则苏翊鸣（含装备）落到雪道上D点时的动能为

故选C。

【变式训练1】可视为质点的小球从离开水面一定高度以某一速度竖直向上抛出，再落入水中匀减速到速度为0，不计空气阻力，则以下描述小球整个过程中速度v、动能与时间t的关系图像可能正确的是（）

A． B．

C． D．

【答案】AC

【解析】

A．不计阻力，小球入水前可视为匀变速直线运动，入水后匀减速到速度为零，即速度先向上变小后向下变大，入水后速度变小，入水前的加速度是一样的，A正确，B错误；

根据

C．可知图像切线的斜率表示合外力的瞬时功率，入水前合外力不变，速度先小后大，合外力功率先小后大，入水后做匀减速，合外力也不变，速度一直变小，合外力功率一直变小，C正确，D错误。

故选AC。

【考点二】动能定理

1．动能定理的内容：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化．

2．动能定理的表达式

(1)W＝Ek2－Ek1＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)

说明：式中W为合外力做的功，它等于各力做功的代数和．

①物理意义：动能定理指出了合外力对物体所做的总功与物体动能变化之间的关系，即若合外力做正功，物体的动能增加，若合外力做负功，物体的动能减小，做了多少功，动能就变化多少．

②实质：动能定理从能量变化的角度反映了力改变运动的状态时，在空间上的累积效果．

3．动能定理的适用范围

不仅适用于恒力做功和直线运动，也适用于变力做功和曲线运动情况．

【例2】北京冬奥会高台滑雪场地示意如图。一运动员（含装备）的质量为m，从助滑坡上A点由静止沿坡（曲线轨道）下滑，经最低点B从坡的末端C起跳，在空中飞行一段时间后着陆于着陆坡上D点。已知A、C的高度差为，C、D的高度差为，重力加速度大小为g，摩擦阻力和空气阻力不能忽略，运动员可视为质点。则下列判定正确的是（）

A．运动员在B点处于超重状态

B．运动员起跳时的速率

C．运动员着陆前瞬间的动能

D．运动员在空中飞行的时间

【答案】AD

【解析】

A．由题意运动员在B点满足

所以

即运动员在B点处于超重状态，故A正确；

B．从A到C由动能定理得

所以

故B错误；

C．从A到D满足

所以

故C错误；

D．因为运动员在C点起跳时，速度方向斜向上，即做斜抛运动，故运动员在空中飞行的