《高一物理下学期知识点》专题18 动能定理的应用（原卷版）

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动能定理的应用

一知识导图

二重难点分析

重难点 1对动能定理的理解及简单应用

1．从两个方面理解动能定理

(1)动能定理公式中体现的三个关系：

① 数量关系：即合外力所做的功与物体动能的变化具有等量代换关系．可以通过计算物体动能的变化，求

合外力的功，进而求得某一力的功．

② 单位关系，等式两侧物理量的国际单位都是焦耳．

③ 因果关系：合外力的功是引起物体动能变化的原因．

(2)动能定理叙述中所说的“外力”，即可以是重力、弹力、摩擦力，也可以是电场力、磁场力或其他力．

重难点 2．应用动能定理的注意事项

(1)动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系的，一般以地面或相对地面静止的物体为参考系．

(2)应用动能定理时，必须明确各力做功的正、负．

(3)应用动能定理解题，关键是对研究对象进行准确的受力分析及运动过程分析，并画出物体运动过程的草

图，借助草图理解物理过程和各量关系．

重难点 3．动能定理在多过程中的应用

在一下几种情况下优先考虑应用动能定理

(1)不涉及加速度、时间的问题；

(2)有多个物理过程且不需要研究整个过程中的中间状态的问题；

(3)变力做功的问题；

(4)含有 F、l、m、v、W、Ek等物理量的力学问题

重难点 4．应用动能定理的解题步骤

三典例精讲

对动能概念的考查

典例 1．关于某物体（质量一定）的速度和动能的一些说法中，正确的是（　　）

A．物体的速度变化，动能一定变化

B．物体的动能变化，速度一定变化

C．物体的速度变化大小相同时，其动能变化也一定相同

D．物体的速度减小时，动能有可能变为负值

【答案】B

【解析】A、物体的速度变化，动能不一定变化，比如速度大小不变，方向改变，则动能不变，故 A错误．

B、根据

Ek=1

m v2

知，物体的动能变化，则速度大小一定变化，可知速度一定变化，故 B正确．

C、根据

Δ Ek=1

m v2−1

m v0

知，物体的速度变化大小相同时，即△v=v2-v1相同，动能变化不一定相同，

故C错误．

D、根据动能

Ek=1

m v2

知，动能不可能为负值，故 D错误．

故选：B．

对动能定理的理解

典例 2．一质量为 m的物体静止在水平地面上,在水平拉力 F的作用下开始运动,在0~6s 内其速度与时间关

系图象和拉力的功率与时间关系图象如图所示,取g=10m/s2,下列判断正确的是()

A．拉力 F的大小为 4N,且保持不变

B．物体的质量 m为2kg

C．0~6s 内物体克服摩擦力做功 24J

D．0~6s 内拉力做的功为 156J

【答案】BD

【解析】

A、在 0-2s 内物体做加速运动，2-6s 内做匀速运动，由受力分析可知，拉力不恒定，故 A错误；

B、在 2-6s 内P=Fv，，故 f=F=4N，在甲图中，由牛顿第二

定律可知 F′-f=ma，在 2s 末，P′=F′v，联立解得 m=2kg，F′=10N，故 B正确；

C、由图象可知在 0-6s 内通过的位移为 x=30m，故摩擦力做功为 Wf=fx=4×30=120J，故 C错误；

D、由动能定理可知，，故 D正确；

故选 BD．

运用动能定理求多过程的问题

典例 3　如图所示，光滑水平面 AB 与半圆形轨道在 B点相切，轨道位于竖直平面内，其半径为 R.一个质

量为 m的物块将弹簧压缩至 A点后由静止释放，在弹力作用下物块获得一向右速度，然后脱离弹簧，当它

经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的 7倍，之后向上运动恰能完成半个圆周运动到达 C点．不

计空气阻力，重力加速度为 g.

(1)求弹簧弹力对物块做的功；

(2)求物块 m从B点运动到C点克服阻力做的功；

(3)如果半圆形轨道也是光滑的，其他条件不变，当物体由 A经B运动到C，然后落到水平面，落点为 D(题

中D点未标出，且水平面足够长)，求 D点与 B点间的距离．

【答案】W＝3mgR

；

阻＝－

mgR

；

xBD

＝

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