浅谈动能定理的应用

潘晟

【摘要】 动能定理是高中物理的重点、难点，也是高考命题的热点，考试大纲中明确要求考生理解动能定理并能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用。本文将对高中物理中动能定理的理解、应用以及应用范围做简要分析。

【关键词】 高中物理 动能定理 应用

【中图分类号】 G633.7 【文献标识码】 A 【文章编号】 1992-7711（2018）03-168-01

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动能定理在高中物理课程中占有的分量很重，很多物理知识都需要动能定理来求解，因此很多命题老师都很看重这方面，是学生学习物理的重要板块。动能定理掌握的好与坏，涉及到学生解决物理问题的技能。掌握动能定理的解题方法，是学好高中物理的基础。它能有效地拓展学生的解题方法，对学生思维的能动性的提高起着举足轻重的作用。

一、对动能定理的理解

动能定理就是对物体所做的功等于物体动能的变化，即W=1/2mv02-1/2mv12，从以下几点进行理解。首先是外力做功的理解，在外力对物体进行做功时，力既可以促进物体运动也可以阻碍物体运动，用正负之分来作为区别，方便我们更好的理解，所谓的总功，用公式表示即为W总=W1+W2+……=F1S+F2S+……=F总S，因此，总功也可以理解为所有外力做功的总和；其次对标量的理解，标量即是单纯的改变速度或者改变方向都不会改变动能的大小，例如一个物体绕圆周方向进行匀速运动，外力的方向指向中心点，与位移方向是保持垂直的，因此物体的方向即使随意改变，也不会影响做功总和；第三对动能定理中正、负功的理解，因为外力做的功有正、负之分，所以物体在运动中能量有可能多或者少。而动能定理的正负之分与增减无关，它是表示初始状态与结束状态的一个动能差，数值可用正、负表示；第四对动能与动能定理之间的關系的理解，做功一个过程量，而动能是一个状态量，动能定理表示的是一个量变差，是能量转化的一个过程。

二、高中物理中动能定理的应用及其应用范围

动能定理为什么那么受重视？为什么教师在教授过程中反复强调其重要性呢？因为动能定理在解决物理的实际问题时作用非常大，有一些问题用牛顿第二定律都无法解决，然而利用动能定理便可以轻松搞定。这就是动能定理为什么受欢迎的主要原因。动量定理解决问题时，主要掌握物体运动的初始状态和末端状态，不用讨论过程的细节，也不用注意方向、速度。如何对动能动力进行应用，要说明以下几点：

（一）动能定理的应用过程

首先要选取研究度对象。选定研究对象后要确定物体的运动过程，可以是一段过程也可以是全过程；其次分析物体的受力情况，如何受力以及各种力的做功情况，做正功还是负功，做功的多少，进而求出求出W总；最后根据物体在运动过程中的开始和结束的位置，确定动能，根据公式W总=Ek2-Ek1进行求解，这就是动能定理应用的一个简要过程，在学习过程中可以根据这个过程进行分析求解。

（二）动能定理的适用范围

动能定理的以下几点应用最为普遍。首先是对于功的计算。功在高中物理中扮演的角色是位高权重，因此我们要重点说明一下。动能定理对恒力、变力做功都可应用。对于恒力做功很好理解，在物体整个运动过程中F是不变的，利用动能定理可以直接写出公式W=FScosθ进行求解。但是如果力的大小在运动过程中发生变化，F就无法确定数值；若力的方向也不断变化，那么θ角也无法确定数值，就无法利用此公式进行求解，需要根据动能定理将求解方法进行变化，从而解决问题。求变力做功有几种方法，首先可用微元法，F在运动过程中发生变化，我们可以把整个运动过程分成很多小段，然后根据恒力做功的公式W=FScosθ求出每一小段的功W，再把每一小段的功进行相加，从而求得变力做得总功；其次可以利用功能关系求变力做功，这种方法是求变力做功最简捷、最有效的一种方法。可以根据动能定理与其他定理以及守恒定律之间的某种规律，用其中关系进行等量代换，从而求出变力做功的一种方法；再次如果变力的功率一定时，可以根据公式W=pt直接进行计算。以上是动能定理在做功问题上的应用，在高中物理解题时应用频率是非常高的。其次是对线性运动的计算。动能定理对直线与曲线运动同样适用，物体做直线运动还是曲线运动主要看加速度的方向是否变化，速度方向和力作用在一条线上不变即是直线运动，若改变就是曲线运动；再次动能定理应用的独特性。一些问题除了用动能定理求解，还可以用其他方法求解，但是动能定理求解过程会更简捷，而有些问题只可以用动能定理，与其相识的牛顿第二定律以及其他运动知识根本无法可解，这是动能定理的唯一性，可见动能定理是一种高端思维求解的方法，在日后的学习中一定要经常使用。

结语

动能定理在高中物理的学习中可以说是贯穿了整个物理的全过程，以其应用广泛，解题思路便捷以及可以跟很多物理知识都能结合到一起进行恒等代换使用等多种应用方式，深受老师和学生的重视，因此在学习高中物理课程时，要将动能定理作为一项重要内容去学习，做到深入理解，融汇贯通。

[ 参 考 文 献 ]

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[2]程冲.谈谈动能定理的理解及在实际问题中的应用[J].中学生数理化：高一版.2017（05）：33-34.

[3]潘佳萍.浅谈高中物理教学中动能定理解题技巧[J].数理化解题研究.2016（28）：67-67.