第1页共9页专题5.2动能和动能定理【考情分析】1.掌握动能和动能定理;2.能运用动能定理解答实际问题。【重点知识梳理】知识点一动能(1)定义:物体由于运动而具有的能。(2)公式:Ek=mv2,v为瞬时速度,动能是状态量。(3)单位:焦耳,1J=1N·m=1kg·m2/s2。(4)标矢性:动能是标量,只有正值。(5)动能的变化量:ΔEk=Ek2-Ek1=mv-mv。知识点二动能定理(1)内容:合外力对物体所做的功等于物体动能的变化。(2)表达式:W=ΔEk=mv-mv。(3)物理意义:合外力对物体做的功是物体动能变化的量度。(4)适用条件①既适用于直线运动,也适用于曲线运动。②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,也可以不同时作用。【典型题分析】高频考点一动能定理的理解及应用【例1】(2020·天津卷)复兴号动车在世界上首次实现速度350km/h自动驾驶功能,成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。一列质量为m的动车,初速度为,以恒定功率P在平直轨道上运动,经时间t达到该功率下的最大速度,设动车行驶过程所受到的阻力F保持不变。动车在时间t内()第2页共9页A.做匀加速直线运动B.加速度逐渐减小C.牵引力的功率D.牵引力做功【答案】BC【解析】动车的功率恒定,根据可知动车的牵引力减小,根据牛顿第二定律得可知动车的加速度减小,所以动车做加速度减小的加速运动,A错误,B正确;当加速度为0时,牵引力等于阻力,则额定功率为,C正确;动车功率恒定,在t时间内,牵引力做功为。根据动能定理得,D错误。【举一反三】(2018·全国卷Ⅰ·18)如图,abc是竖直面内的光滑固定轨道,ab水平,长度为2R;bc是半径为R的四分之一圆弧,与ab相切于b点.一质量为m的小球,始终受到与重力大小相等的水平外力的作用,自a点处从静止开始向右运动.重力加速度大小为g.小球从a点开始运动到其轨迹最高点,机械能的增量为()A.2mgRB.4mgRC.5mgRD.6mgR【答案】C【解析】小球从a运动到c,根据动能定理,得F·3R-mgR=mv,又F=mg,故v1=2,小球离开c点在竖直方向做竖直上抛运动,水平方向做初速度为零的匀加速直线运动.且水平方向与竖直方向的加速度大小相等,都为g,故小球从c点到最高点所用的时间t==2,水平位移x=gt2=2R,根据功能关系,小球第3页共9页从a点到轨迹最高点机械能的增量为力F做的功,即ΔE=F·(2R+R+x)=5mgR。【方法技巧】应用动能定理解题的基本思路(1)选取研究对象,明确它的运动过程.(2)分析研究对象的受力情况和各力的做功情况.→→→→(3)明确物体在过程始末状态的动能Ek1和Ek2.(4)列出动能定理的方程W合=Ek2-Ek1及其他必要的解题方程进行求解.【变式探究】(2018·江苏卷·7)(多选)如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端连接一小物块,O点为弹簧在原长时物块的位置.物块由A点静止释放,沿粗糙程度相同的水平面向右运动,最远到达B点.在从A到B的过程中,物块()A.加速度先减小后增大B.经过O点时的速度最大C.所受弹簧弹力始终做正功D.所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功【答案】AD【解析】A对,B错:由A点开始运动时,F弹>Ff,合力向右,小物块向右加速运动,弹簧压缩量逐渐减小,F弹减小,由F弹-Ff=ma知,a减小;当运动到F弹=Ff时,a减小为零,此时弹簧仍处于压缩状态,由于惯性,小物块继续向右运动,此时F弹