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(共36張PPT)
高考物理總復(fù)習(xí)課件
第五章 　機(jī)械能
第2節(jié) 動(dòng)能定理及其應(yīng)用
一、動(dòng)能
運(yùn)動(dòng)
1.定義：物體由于________而具有的能叫動(dòng)能.
2.公式：Ek＝________.
1
2
mv2
3.單位：焦耳，1 J＝1 kg·m2/s2.
4.性質(zhì)：動(dòng)能是標(biāo)量，是狀態(tài)量，與 v瞬時(shí)對(duì)應(yīng).
內(nèi)容 合外力在一個(gè)過(guò)程中對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化
表達(dá)式
W＝ΔEk＝____________________
對(duì)定理
的理解 W>0，物體的動(dòng)能________；
W<0，物體的動(dòng)能________；
W＝0，物體的動(dòng)能不變
二、動(dòng)能定理
增加
減少
(續(xù)表)
適用
條件 (1)動(dòng)能定理既適用于直線運(yùn)動(dòng)，也適用于曲線運(yùn)動(dòng)；
(2)既適用于恒力做功，也適用于變力做功；
(3)力可以是各種性質(zhì)的力，既可以同時(shí)作用，也可以不同時(shí)作用
【基礎(chǔ)自測(cè)】
1.判斷下列題目的正誤.
(1)一定質(zhì)量的物體動(dòng)能變化時(shí)，速度一定變化，但速度變化
時(shí)，動(dòng)能不一定變化.(
)
(2)動(dòng)能不變的物體一定處于平衡狀態(tài).(
)
(3)如果物體所受的合外力為零，那么合外力對(duì)物體做功一定
為零.(
)
(4)物體在合外力作用下做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)能一定變化.(
)
(5)物體的動(dòng)能不變，所受的合外力必定為零.(
)
答案：(1)√　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×
2.(2023 年新課標(biāo)卷)無(wú)風(fēng)時(shí)，雨滴受空氣阻力的作用在地面附
近會(huì)以恒定的速率豎直下落.一質(zhì)量為 m 的雨滴在地面附近以速率
v 下落高度 h 的過(guò)程中，克服空氣阻力做的功為(重力加速度大小
)
為 g)(
A.0
B.mgh
解析：在地面附近雨滴做勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理得 mgh－
Wf＝0，雨滴克服空氣阻力做功為 mgh.
答案：B
3.(2021 年廣東深圳月考)如圖 5-2-1 所示，將質(zhì)量為 m 的石塊
從距地面 h 高處斜向上方拋出，石塊拋出時(shí)的速度大小為 v0，不
)
計(jì)空氣阻力，石塊落地時(shí)的動(dòng)能為(
圖 5-2-1
答案：D
4.(2021 年遼寧六校聯(lián)考)如圖 5-2-2 所示，在足球比賽中，某
位同學(xué)獲得一次點(diǎn)球機(jī)會(huì)，他在門(mén)前用力將
足球踢出，足球以約 5 m/s 的速度撞在球門(mén)的
橫梁上.已知足球質(zhì)量約為 0.4 kg，球門(mén)橫梁
離地面高度約為 2.5 m，忽略足球受到的空氣
阻力，則該同學(xué)罰球時(shí)對(duì)足球做的功最接近
(g 取 10 m/s2)(
)
圖 5-2-2
A.5 J
B.15 J
C.30 J
D.100 J
答案：B
熱點(diǎn) 1 對(duì)動(dòng)能定理的理解
[熱點(diǎn)歸納]
1.動(dòng)能與動(dòng)能的變化的區(qū)別.
(1)動(dòng)能與動(dòng)能的變化是兩個(gè)不同的概念，動(dòng)能是狀態(tài)量，動(dòng)
能的變化是過(guò)程量.
(2)動(dòng)能為非負(fù)值，而動(dòng)能變化量有正負(fù)之分.ΔEk＞0 表示物體
的動(dòng)能增加，ΔEk＜0 表示物體的動(dòng)能減少.
2.對(duì)動(dòng)能定理的理解.
(1)做功的過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，動(dòng)能定理表達(dá)式中的
“＝”的意義是一種因果關(guān)系，是一個(gè)在數(shù)值上相等的符號(hào).
(2)對(duì)“外力”的理解：動(dòng)能定理敘述中所說(shuō)的“外力”，既
可以是重力、彈力、摩擦力，也可以是電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力或其他力.
【典題 1】如圖 5-2-3 所示，我國(guó)滑雪運(yùn)動(dòng)員在一次自由式滑
雪空中技巧訓(xùn)練中保持同一姿態(tài)沿斜坡下滑了一段距離，如果重
力對(duì)他做功 1000 J，他克服阻力做功 500 J，則他在此過(guò)程中( )
A.可能在做勻速直線運(yùn)動(dòng)
B.動(dòng)能增加了 500 J
C.動(dòng)能減少了 500 J
D.動(dòng)能增加了 1500 J
圖 5-2-3
解析：重力對(duì)他做功 1000 J，他克服阻力做功 500 J，即阻力
做功為－500 J，所以外力對(duì)他做的總功為 1000 J－500 J＝500 J，
由動(dòng)能定理知?jiǎng)幽茉黾恿?500 J，運(yùn)動(dòng)員的速度增大，在做加速運(yùn)
動(dòng).
答案：B
方法技巧
動(dòng)能定理指出了外力對(duì)物體所做的總功與物體動(dòng)
能變化之間的關(guān)系，即外力對(duì)物體所做的總功，對(duì)應(yīng)于物體動(dòng)能
的變化，變化的大小由做功的多少來(lái)量度.
熱點(diǎn) 2 動(dòng)能定理的應(yīng)用
[熱點(diǎn)歸納]
1.動(dòng)能定理中的位移和速度必須是相對(duì)于同一個(gè)參考系，一般
以地面或相對(duì)地面靜止的物體為參考系.
2.應(yīng)用動(dòng)能定理的關(guān)鍵在于對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行準(zhǔn)確的受力分析
及運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析，并畫(huà)出運(yùn)動(dòng)過(guò)程的草圖，借助草圖理解物理過(guò)
程之間的關(guān)系.
3.當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)包含多個(gè)不同過(guò)程時(shí)，可分段應(yīng)用動(dòng)能定理求
解；當(dāng)所求解的問(wèn)題不涉及中間的速度時(shí)，也可以全過(guò)程應(yīng)用動(dòng)
能定理求解，這樣更簡(jiǎn)便.
4.列動(dòng)能定理方程時(shí)，必須明確各力做功的正、負(fù)，確實(shí)難以
判斷的先假定為正功，最后根據(jù)結(jié)果加以檢驗(yàn).
考向 1 動(dòng)能定理的簡(jiǎn)單應(yīng)用
【典題 2】如圖 5-2-4 所示，在豎直墻壁上有一個(gè)可以上下移
動(dòng)的小球拋射裝置，水平地面上距墻角
d 處有一小洞.改變小球拋射裝置的高度
及彈簧的彈性勢(shì)能，使質(zhì)量為 m 的小球
水平拋出后，直接落入洞中時(shí)的動(dòng)能最
小，重力加速度大小為 g.則下列說(shuō)法正
確的是(
)
圖 5-2-4
A.小球拋射裝置的高度為 d
B.小球水平拋出時(shí)的動(dòng)能為 mgd
答案：D
思路導(dǎo)引
本題的突破口是“直接落入洞中時(shí)的動(dòng)能最
小”，此動(dòng)能與 h 有直接關(guān)系，可以由動(dòng)能定理表示出來(lái)，判斷
何時(shí)動(dòng)能最大.
【遷移拓展 1】(2023年廣東潮州二模)北京冬奧會(huì)單板滑雪大
跳臺(tái)的比賽場(chǎng)地分為助滑區(qū)、起跳臺(tái)、著陸坡和終點(diǎn)區(qū)域四個(gè)部
分.運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入起跳臺(tái)后的運(yùn)動(dòng)可簡(jiǎn)化成如圖 5-2-5 所示，先以水
平初速度 v0 從 A 點(diǎn)沖上圓心角為α的圓弧跳
臺(tái)，從 B 點(diǎn)離開(kāi)跳臺(tái)，C 點(diǎn)為運(yùn)動(dòng)軌跡最高
點(diǎn)，之后落在著陸坡上的 E 點(diǎn).若忽略運(yùn)動(dòng)
過(guò)程中受到的一切阻力并將運(yùn)動(dòng)員及其裝
備看成質(zhì)點(diǎn)，則下列說(shuō)法正確的是(
)
圖 5-2-5
A.運(yùn)動(dòng)員離開(kāi) B 點(diǎn)后的上升過(guò)程中處于超重狀態(tài)
B.運(yùn)動(dòng)員在 C 點(diǎn)速度為 0
C.運(yùn)動(dòng)員下降過(guò)程中的加速度不變
D.α 越大，運(yùn)動(dòng)員落在著陸坡上的速度越大
解析：運(yùn)動(dòng)員下降過(guò)程中只受重力作用，則加速度不變，選
項(xiàng) C 正確.
答案：C
考向 2 用動(dòng)能定理求解變力做的功
[熱點(diǎn)歸納]
應(yīng)用動(dòng)能定理求變力做功時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題：
(1)所求的變力做的功不一定為總功，故所求的變力做的功不
一定等于ΔEk.
(2)合外力對(duì)物體所做的功對(duì)應(yīng)物體動(dòng)能的變化，而不是對(duì)應(yīng)
物體的動(dòng)能.
(3)若有多個(gè)力做功時(shí)，必須明確各力做功的正負(fù)，待求的變
力做的功若為負(fù)功，可以設(shè)克服該力做功為 W，則表達(dá)式中應(yīng)用
－W(也可以設(shè)變力做的功為 W，則字母 W 本身含有負(fù)號(hào)).
【典題 3】(2023 年廣東茂名二模)“廣湛”高鐵將茂名到廣州
的通行時(shí)間縮短至 2 小時(shí).假設(shè)動(dòng)車(chē)啟動(dòng)后沿平直軌道行駛，發(fā)動(dòng)
機(jī)功率恒定，行車(chē)過(guò)程中受到的阻力恒為 f、已知?jiǎng)榆?chē)質(zhì)量為 m，
最高行駛速度為 vm，下列說(shuō)法正確的是(
)
A.動(dòng)車(chē)啟動(dòng)過(guò)程中所受合外力不變
B.動(dòng)車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)功率為 fvm
解析：發(fā)動(dòng)機(jī)功率恒定，根據(jù) P＝Fv，速度變大，牽引力變
小，合外力 F合＝F－f，合外力變小，故 A 錯(cuò)誤.速度最大時(shí)，動(dòng)
車(chē)加速度為零，受力平衡，此時(shí) P＝Fv＝fvm，故B正確.從啟動(dòng)到
最大速度過(guò)程中，動(dòng)車(chē)做加速度變小的加速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)車(chē)平均速度
答案：B
思路導(dǎo)引 求解牽引力做功，若力為已知恒力，且位移可求，
應(yīng)用 W＝Fx 求解；若功率恒定且已知，時(shí)間已知，應(yīng)用 W＝Pt
求解；若運(yùn)動(dòng)過(guò)程的初末動(dòng)能已知，阻力做功可求，應(yīng)用動(dòng)能定
理求解.
考向 3 動(dòng)能定理在多過(guò)程問(wèn)題中的應(yīng)用
[熱點(diǎn)歸納]
1.分析思路.
(1)受力與運(yùn)動(dòng)分析：根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析物體的受力情
況，以及不同運(yùn)動(dòng)過(guò)程中力的變化情況.
(2)做功分析：根據(jù)各種力做功的不同特點(diǎn)，分析各種力在不
同的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的做功情況.
(3)功能關(guān)系分析：運(yùn)用動(dòng)能定理、功能關(guān)系或能量守恒定律
進(jìn)行分析，選擇合適的規(guī)律求解.
2.方法技巧.
(1)“合”——整體上把握全過(guò)程，構(gòu)建大致的運(yùn)動(dòng)圖景.
(2)“分”——將全過(guò)程進(jìn)行分解，分析每個(gè)子過(guò)程對(duì)應(yīng)的基
本規(guī)律.
(3)“合”——找出各子過(guò)程之間的聯(lián)系，以銜接點(diǎn)為突破口，
尋求解題最優(yōu)方案.
【典題 4】(2023 年江蘇卷)如圖 5-2-6 所示，滑雪道 AB 由坡
道和水平道組成，且平滑連接，坡道傾角均為45°.平臺(tái) BC與緩沖
坡 CD 相連.若滑雪者從 P 點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑，恰好到達(dá) B 點(diǎn).滑雪
者現(xiàn)從 A 點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑，從 B 點(diǎn)飛出.已知 A、P 間的距離為
d，滑雪者與滑道間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，重力加速度為 g，不計(jì)空
氣阻力.
(1)求滑雪者運(yùn)動(dòng)到 P 點(diǎn)的時(shí)間 t.
(2)求滑雪者從 B 點(diǎn)飛出的速度大小 v.
(3)若滑雪者能著陸在緩沖坡 CD 上，求平臺(tái) BC 的最大長(zhǎng)度 L.
圖 5-2-6
解：(1)滑雪者從 A 點(diǎn)到 P 點(diǎn)根據(jù)動(dòng)能定理有
(2)由于滑雪者從 P 點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑，恰好到達(dá) B 點(diǎn)，故從
P 點(diǎn)到 B 點(diǎn)合力做功為 0，所以當(dāng)從 A 點(diǎn)下滑時(shí)，到達(dá) B 點(diǎn)有
(3)當(dāng)滑雪者剛好落在 C 點(diǎn)時(shí)，平臺(tái) BC 的長(zhǎng)度最大；滑雪者
水平方向上有 L＝vPsin 45°×t
方法技巧
(1)應(yīng)用動(dòng)能定理求解往復(fù)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題時(shí)，要確定物
體的初狀態(tài)和最終狀態(tài).
(2)重力做功與物體運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)，可用 WG＝mgh 直接求解.
(3)滑動(dòng)摩擦力做功與物體運(yùn)動(dòng)路徑有關(guān)，其功的大小可用
Wf＝－Ff·s 求解，其中 s 為物體相對(duì)滑行的路程.
【遷移拓展 2 】(2023 年廣東廣州三模) 一籃球質(zhì)量為 m ＝
0.60 kg，一運(yùn)動(dòng)員使其從距地面高度為 h1＝1.8 m 處由靜止自由落
下，反彈高度為 h2＝1.2 m，若使籃球從距地面 h3＝1.5 m 的高度
由靜止下落，并在開(kāi)始下落的同時(shí)運(yùn)動(dòng)員向下拍球，球落地后反
彈的高度也為 1.5 m，該籃球每次與地面碰撞前后的動(dòng)能的比值 K
不變，重力加速度大小 g 取 10 m/s2，不計(jì)空氣阻力，求：
(1)比值 K 的大小.
(2)運(yùn)動(dòng)員拍球過(guò)程中對(duì)籃球所做的功.
解：(1)設(shè)籃球自由下落與地面碰撞前瞬間的動(dòng)能為 Ek1，籃球
與地面碰撞后瞬間籃球的動(dòng)能為 Ek2，由動(dòng)能定理可知籃球下落過(guò)
程 mgh1＝Ek1－0
籃球上升過(guò)程－mgh2＝0－Ek2
(2)第二次從 1.5 m 的高度靜止下落，同時(shí)向下拍球，在籃球
反彈上升的過(guò)程中，由動(dòng)能定理可得
－mgh4＝0－Ek4
第二次從 1.5 m 的高度靜止下落，同時(shí)向下拍球，籃球下落過(guò)
程中，由動(dòng)能定理可得
解得 W＝4.5 J.
謝謝
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