浅谈高考复习《动能定理及其应用》

浅谈高考复习《动能定理及其应用》

黄淑珍

百色祈福高级中学   广西 百色 533000

摘要：动能定理是高中物理的一个重要定理，也是高考中的一个重难点和热点。在每一年的高考题中都有对动能定理的考查，因此对于每一个高中生来说，在物理的学习中，都必须能灵活地运用动能定理。下面谈谈高考复习中如何做好《动能定理及其应用》这一节的复习。

关键词：高中物理；动能定理；复习

动能定理是高中物理的一个重要定理，可用于解决直线运动问题，也可用于解决曲线运动问题；既适用于恒力做功，又适用于变力做功；可以解决单过程问题，也可用于多过程问题，应用较为广泛。在高考试题中，动能定理可以与运动学、力学、电学等知识综合起来构成综合题来考查应用，以选择、填空、计算的形式呈现，在高考中所占的分值比重大，通常综合性较强，难度会偏大。

笔者在实际教学中发现，很多学生对于动能定理内容的理解大多都没到位，大部分学生在课堂上老师询问到动能定理的时候都能说出动能定理的表达式，但关于动能定理具体的内容仍是一知半解，能够运用动能定理去解决实际问题的人是寥寥无几的。因此，在我们的实际高考复习当中，需要对动能定理及其应用展开深入的探讨和研究，找到一些方式和方法便于学生理解和掌握这一知识。笔者基于对高中物理动能定理及其应用专题复习的尝试，谈一谈对这一专题复习的看法和做法。

一、构建物理模型，帮助学生更好理解动能定理

前面提到，在实际教学中仍有很多学生对于动能定理具体内容上是一知半解的。我们都知道动能定理的内容是：外力对物体所做功的代数和等于物体动能的增量，其数学表达式为：，内容虽短，但包含的物理量极多，在实际运用上还要理解到位。因此，构建起动能定理的解题模型很重要，它可以较快的帮助学生理解和掌握好动能定理这一专题的知识点。

在构建动能定理的解题模型时，要有具体的顺序思路以及要注意以下几点：

（1）确定研究的对象。动能定理的研究对象是单个物体。

（2）做好受力分析。分析好作用在物体上的外力包括所有的力，因此必须对物体进行受力分析。

（3）分析运动状态和过程。在分析过程的基础上，不必深究物体运动状态过程中变化的具体细节，只需考虑整个过程中各个力做的总功及物体的初动能和末动能。要注意求总功可分为下述两种情况：①若各恒力同时作用一段位移，可先求出物体所受的合外力，再求总功；也可用总功等于各力所做功的代数和的方法求。②若各力不同时对物体做功，总功应为各阶段各力做功的代数和。

（4）列方程求解。必要时注意分析题目的隐含条件，补充方程进行求解。

二、总结难点和易错点，便于学生更好应用动能定理解决实际问题

在实际教学实践当中，我们引导学生在解决实际物理问题时建立起物理模型，按照一定的方法去解题，使学生能够摸得到边有利于帮助学生提高学习物理的自信心，同时也可以激发起他们学习物理的兴趣。但及时的归纳总结，查找难点和易错点也非常重要，它能有效的帮助学生在短时间内提高答题的得分，并且有利于学生较为透彻的理解动能定理这一知识，理顺知识点之间的内在联系，形成系统的知识网络结构，有利于提高分析问题和解决问题的能力。在具体的教学中，要注意以下几点：

（1）清楚理解和掌握各个力做功的特点，能准确各个力所做的功

在解决实际问题当中，所要研究的对象可能会有重力、电场力、滑动摩擦力等力做功。那么，学生就需要弄清楚这几个典型的力做功的特点。在课堂复习当中，就需要对这几个力做功的特点和计算方法进行小结归纳。其中，重力与电场力做功与运动的路径无关，与初末位置有关；重力（电场力）做正功时重力势能（电势能）减少，重力（电场力）做负功时重力势能（电势能）增加；重力（电场力）做功对应重力势能（电势能）的变化，这过程是否有其他力做功不会影响对应势能的变化。与重力和电场力不同，滑动摩擦力做功与运动路径有关。一个摩擦力做功可引起物体动能的变化，特别需要分清摩擦力做功与摩擦生热在计算上的不同。

（2）运用动能定理求解变力做功要注意正确书写表达式

关于运用动能定理解决处理变力问题的时候，由于对于做功的计算上理解不到位，容易书写出错误的表达式，求解出错。下面通过具体的例题进行分析阐述。

例题：一个质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂于O点，小球在水平拉力F作用下，从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点，此时轻绳与竖直方向夹角为θ，如图所示，则力F所做的功为(   )

A．  B．  C．  D．

易错分析：小球在移动过程当中有，有水平拉力F和重力mg做功，通常学生容易错选到C选项，直接根据做功的公式生搬硬套，没有注意到小球在缓慢移动的过程中处于动态平衡，由于轻绳与竖直方向夹角θ在增大，水平拉力F是一个变力。因此，不能用来表示F所做的功，应将变力F所做的功表示为WT，根据动能定理写出具体表达式，得出力F做功为。

根据以上的分析，在教学过程中教师需要及时归纳、强调和提醒学生运用动能定理求解变力做功时，用W表示变力做功。

（3）求解多过程运动问题需灵活运用动能定理

在一些实际问题中，有时物体在运动的过程中其运动状态、受力情况都发生变化，包含了多个物理过程，此时，就需要学生能够灵活的选择物理过程去解决问题，对于复杂的过程可选用全过程动能定理求解，这样可把复杂问题简单化。下面也通过具体的实例来分析说明。

例题：如图所示，为一竖直平面内的轨道，其中水平，A点与的高度差，长，和轨道光滑，足够高，一质量的物体，从A点沿A处切线方向以的速度开始运动，经过后滑到高出点的点，速度为0.物体经过、点时无能量损失，求：（）

（1）物体与轨道间的动摩擦因数；

（2）物体最后停止的位置与点的距离。

例题分析：（1）物体从A到的运动过程中只有重力摩擦力做功，由动能定理可得   在这一问题中物体的运动尽管有不同的阶段，但我们仍可把物体运动的全过程当作一个整体，只考虑始末状态的动能和外界对物体所做的总功。（2）由受力平衡可知物体最终停在上，设物体整个运动过程在上的总路程为，由动能定理可得

解得。那么物体在轨道上来回运动了10次后还运动了，那么物体最后停止的位置距点的距离为。此小问中需要灵活运用了全过程动能定理去求解，不用关注具体的运动过程，这样可使复杂问题简单化。

在实际学习活动当中，学生如果能够及时做好以上的这几点，就能比较轻松地理解掌握好动能定理的知识，能够活学活用尝试去解决实际的问题。

三、优化教学设计，关注不同层次的学生，分层教学

在课堂教学当中，笔者发现有部分学生对于物理的学习较为机械化，对于物理知识的理解过于固化。因此，在教学设计上需要有分层次，针对不同的学生学习情况设计不同梯度的问题和练习，使每个学生都学有所得，实现高效课堂。

在教学设计当中，可以由浅入深的去复习动能定理的相关知识，针对基础偏弱的学生教学设计中，要求能够研究物体在恒力作用下的直线运动过程运用动能定理求解基本的问题，通过类似题目的训练达到熟能生巧，使他们对动能定理有一定的认识，总结出运用动能定理解决问题的基本步骤程序；对于掌握得比较好的学生，在课堂复习教学中可以引导他们去延伸思考，如果力是变力怎么处理？抑或物体的运动是曲线运动该怎么办？通过层层深入去挖掘，不断深入理解掌握动能定理，达到灵活运用的目的。除了在课堂上分层次教学外，在布置的课后练习也要注意关注不同层次的学生，有差异的去完成练习，使每个学生都能开心学习，都学有所得，提高了教学的效果。

以上就是笔者对于《动能定理及其应用》专题复习课中，一些所思所感。总而言之，在物理复习课堂教学中要有物理建模的思想，此外在教学过程中要有先进的理念指导，设计符合学生实际的课堂，积极归纳总结，及时查漏补缺，关注学生的学，才有可能达到高效的教学。

参考文献：

[1]冯峰.基于核心概念的高中物理单元化教学初探——以“动能和动能定理”教学为例[J].广西教育,2020(18):108-109.

[2]李正吉,张小洪.高中物理新旧教材对比分析及教学建议——以“动能和动能定理”为例[J].物理之友,2021(07):24-26.