2025版高考物理一轮复习练习题含答案解析 第2讲　动能定理及应用.docxVIP

2025版高考物理一轮复习练习题含答案解析

第2讲动能定理及应用

素养目标1.理解动能定理，会用动能定理解决一些基本问题。2.掌握解决动能定理与图像结合的问题的方法。

一、动能

1.定义：物体由于运动而具有的能。

2.公式：Ek＝eq\f(1,2)mv2。

3.单位：焦耳，1J＝1N·m＝1kg·m2/s2。

4.标矢性：动能是标量，动能与速度方向无关。

5.动能的变化：物体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)。

二、动能定理

1.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.表达式：W＝Ek2－Ek1＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)。

3.物理意义：合力做的功是物体动能变化的量度。

4.适用条件

(1)动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动。

(2)动能定理既适用于恒力做功，也适用于变力做功。

(3)力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以分阶段作用。

基础自测

1.随着高铁时代的到来，人们出行也越来越方便，高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动。在启动阶段，列车的动能()

图1

A.与它所经历的时间成正比

B.与它的位移成正比

C.与它的速度成正比

D.与它的加速度成正比

答案B

解析列车在启动阶段做v0＝0的匀加速直线运动，列车的动能Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)m(at)2＝eq\f(1,2)m·(2ax)，可见B正确，A、C、D错误。

2.质量为m的物体在外力作用下以a＝2g的加速度下落，在下落H高度的过程中()

A.它的动能增加了mgH

B.合外力做功mgH

C.它的重力势能减少了mgH

D.合外力做负功－2mgH

答案C

解析合外力做功W合＝maH＝2mgH，根据动能定理，合外力做功等于动能的变化，W合＝ΔEk＝maH＝2mgH，A、B、D错误；重力做的功等于重力势能的减少，WG＝mgH，即它的重力势能减少了mgH，C正确。

考点一动能定理的理解

1.两个关系

(1)数量关系：合力做的功与物体动能的变化具有等量代换关系，但并不是说动能变化就是合力做的功。

(2)因果关系：合力做功是引起物体动能变化的原因。

2.标量性

动能是标量，功也是标量，所以动能定理是一个标量式，不存在方向的选取问题。当然动能定理也就不存在分量的表达式。

跟踪训练

1.用力F使质量为2kg的物体由静止向上提升1m，这时物体的速度为2m/s，则下列说法正确的是(取g＝10m/s2)()

A.力F对物体做功4J

B.物体动能改变了20J

C.合外力对物体做功4J

D.物体重力势能减少了20J

答案C

解析根据WF－mgh＝eq\f(1,2)mv2，解得WF＝24J，A错误；根据ΔEk＝Ek2－Ek1＝eq\f(1,2)mv2＝4J，B错误；合外力对物体做的功等于物体动能的变化量即4J，C正确；物体向上运动，重力做负功，重力势能增加了Ep＝mgh＝20J，D错误。

2.如图2所示，在高为h的粗糙平台上，有一个质量为m的小球，被一根细线拴在墙上，球与墙间有一根被压缩的轻质弹簧。当烧断细线时，小球被弹出，小球落地时速度大小为v。对烧断细线到小球刚要落地的过程，下列说法正确的是()

图2

A.小球离开弹簧时的动能是eq\f(1,2)mv2

B.弹簧弹力做的功等于eq\f(1,2)mv2

C.弹簧弹力与重力做功之和等于eq\f(1,2)mv2

D.弹簧弹力与摩擦力做功之和等于eq\f(1,2)mv2－mgh

答案D

解析从烧断细线到小球刚要落地的整个过程中，根据动能定理可知W弹＋Wf＋mgh＝eq\f(1,2)mv2，移项可知，小球离开弹簧时的动能不等于eq\f(1,2)mv2，落地时动能才等于eq\f(1,2)mv2，A错误；弹簧弹力做的功等于eq\f(1,2)mv2－mgh－Wf，B错误；弹簧弹力与重力做功之和等于eq\f(1,2)mv2－Wf，C错误；弹簧弹力与摩擦力做功之和等于eq\f(1,2)mv2－mgh，D正确。

考点二动能定理的应用

1.应用流程

2.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)应用动能定理的关键在于准确分析研究对象的受力情况及运动情况，可以画出运动过程的草图，借助草图理解物理过程之间的关系。

(3)当物体的运动包含多个不同过程时，可分段应用动能定理求解；也可以全过程应用动能定理。

例1(2021·河北卷，6)一