摘 要：高中物理的動(dòng)能定理學(xué)習(xí)既是高中物理學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，也是高考中物理學(xué)科考試的必考考點(diǎn)，對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)具有重大意義。本文通過(guò)動(dòng)能定理的學(xué)習(xí)目標(biāo)、動(dòng)能定理的知識(shí)點(diǎn)總結(jié)與應(yīng)用以及相關(guān)解題思路作為探索方面，簡(jiǎn)要分析高中物理動(dòng)能定理的學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)手段。

關(guān)鍵詞：動(dòng)能定理；高中物理；機(jī)械能

一、 前言

高考物理對(duì)于機(jī)械能的考查十分青睞，這在于動(dòng)能原理相較于其他內(nèi)容更具有實(shí)際意義，也與人們的日常生活息息相關(guān)。其中物體的直線、曲線運(yùn)動(dòng)以及恒力做功或變力做功都是動(dòng)能原理的現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)，也是現(xiàn)實(shí)中常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象。然而在高中物理的動(dòng)能定理學(xué)習(xí)中，學(xué)生們往往存在知識(shí)點(diǎn)掌握和解題思路無(wú)法形成對(duì)接的現(xiàn)象，導(dǎo)致利用動(dòng)能定理解題時(shí)屢屢出錯(cuò)。

二、 高中物理動(dòng)能定理的學(xué)習(xí)目標(biāo)

（一） 課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)高中物理學(xué)習(xí)的要求

動(dòng)能定理是高中一年級(jí)物理必修的學(xué)習(xí)內(nèi)容，根據(jù)《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)于物理必修內(nèi)容的學(xué)習(xí)要求可以看出。物理必修需要學(xué)生能夠通過(guò)物理課程的學(xué)習(xí)掌握運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及機(jī)械能能源的物理學(xué)核心內(nèi)容，并通過(guò)物理學(xué)的探究活動(dòng)，了解物理學(xué)的特點(diǎn)和研究方法，同時(shí)結(jié)合生產(chǎn)生活，了解物理對(duì)社會(huì)發(fā)展的影響。此外，學(xué)生還需要能夠通過(guò)科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)嘗試運(yùn)用物理原理，解決實(shí)際問(wèn)題。從中可以看出，高中物理的學(xué)習(xí)，學(xué)生除了需要具備物理理論知識(shí)，還需要擁有實(shí)踐能力和運(yùn)用物理學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

（二） 動(dòng)能定理的學(xué)習(xí)目標(biāo)

動(dòng)能定理在高中物理學(xué)習(xí)中十分重要，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)動(dòng)能定理之后，需要能夠了解到物體動(dòng)能變化和恒力做功之間存在的關(guān)系，從而能夠解釋和探究生活中的動(dòng)能現(xiàn)象。例如利用牛頓第二定律探究出動(dòng)能原理。學(xué)生在學(xué)習(xí)中不僅要對(duì)動(dòng)能原理知識(shí)做到充分的理解，還需要能夠結(jié)合實(shí)際情況分析其隱含的動(dòng)能原理。

三、 高中物理動(dòng)能定理重要知識(shí)點(diǎn)

（一） 定理表達(dá)式

動(dòng)能定理內(nèi)容為：合外力對(duì)物體所做功等于物體動(dòng)能變化。在物理學(xué)中，通常會(huì)將物體的質(zhì)量與它運(yùn)動(dòng)的速度的平方乘積的一半定義為物體的動(dòng)能，因此有公式Ek=1/2mv2，其中Ek為物體動(dòng)能。而合外力對(duì)物體做功時(shí)物體動(dòng)能的增量是所有對(duì)于物體做功的代數(shù)和的外力合成，因此可以根據(jù)物體所受到的外力求和再進(jìn)行計(jì)算。

（二） 注意事項(xiàng)

物體無(wú)論以何種形式進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，無(wú)論以何種方式受力，都會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)能，因此動(dòng)能定理使用范圍并沒(méi)有限制。在應(yīng)用和計(jì)算過(guò)程中，學(xué)生需要根據(jù)物體所受到各個(gè)方向上的力對(duì)力進(jìn)行區(qū)分，分清楚每個(gè)方向上的力的內(nèi)容，是摩擦力、彈力還是重力，從而判斷出各個(gè)方向上力的做功情況，是正功、負(fù)功還是沒(méi)有做功。避免出現(xiàn)“錯(cuò)功”“丟功”現(xiàn)象，影響計(jì)算分析結(jié)果。動(dòng)能是標(biāo)量，也是狀態(tài)量，國(guó)際單位中動(dòng)能的基本單位為焦耳（J），因此末動(dòng)能和初動(dòng)能的順序不可以顛倒，一定要是末動(dòng)能減去初動(dòng)能。此外，物理學(xué)中一切定理的成立基于所有物體處于同一參考系之中，動(dòng)能定理的應(yīng)用也需要考慮參考系的選擇，保證參考系一致。在高中物理學(xué)習(xí)中，參考系一般為地面。

四、 動(dòng)能問(wèn)題的解題思路和解題方法

在高中階段，高中物理的動(dòng)能問(wèn)題無(wú)外乎給出初狀態(tài)和末狀態(tài)動(dòng)能利用動(dòng)能定理求做功，或者在變力做功中通過(guò)動(dòng)能定理求做功，以及通過(guò)恒定做功的已知條件運(yùn)用動(dòng)能定理求位移等幾種類型。其考查的主要方面主要在于狀態(tài)動(dòng)能和研究對(duì)象的受力分析，因此高中物理解題思路需要集中在這里。

（一） 求做功

以某動(dòng)能習(xí)題為例，習(xí)題題干為：足球運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行點(diǎn)球時(shí)，靜止質(zhì)量0.4 kg的足球被運(yùn)動(dòng)員施加200 N的平均作用力后，足球踢出時(shí)速度達(dá)到30 m/s，足球在滾出30 m后停下，求足球運(yùn)動(dòng)員對(duì)足球的做功。這道題相對(duì)簡(jiǎn)單，是一道求合力做功的題目。已知條件中對(duì)于位移、作用力和速度條件都已經(jīng)給出，并且在高中階段不必計(jì)算空氣阻力，因此在這道題的解題中，就可以通過(guò)將已知數(shù)值導(dǎo)入到定理方程中，通過(guò)方程計(jì)算得出結(jié)果。而在另一道習(xí)題中，重達(dá)500 t的機(jī)車以恒定功率從靜止出發(fā)，5 min行駛距離為2.25 km，速度最高時(shí)速為54 km/h，求機(jī)車功率。這道題為加速度做功的題目，隨著速度的不斷增加，牽引力會(huì)逐漸減小，因此機(jī)車的運(yùn)動(dòng)為變加速運(yùn)動(dòng)，因此即便機(jī)車的牽引力是變力，但是機(jī)車以恒定功率啟動(dòng)到達(dá)最大速度這一過(guò)程是加速度的過(guò)程，所以阻力恒定，可以利用牽引力做功求出機(jī)車的功率。

（二） 求受力狀態(tài)下位移過(guò)程

這種類型的題目是給出物體運(yùn)動(dòng)的過(guò)程和方式，求物體位移。習(xí)題中質(zhì)量為0.5 kg的小球從5 m高度豎直向上拋出，其拋出時(shí)初速度為20 m/s，在向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，小球受到介質(zhì)阻力為0.2mg，且阻力恒定，且小球在與地面接觸過(guò)程中設(shè)定為無(wú)機(jī)械能的損耗，求小球位移總路程。這一題目給出了小球運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)以及阻力的大小，并且明確了初、末狀態(tài)和受力方向。學(xué)生免去了受力分析，但是學(xué)生解題的難點(diǎn)在于動(dòng)能增量的方程應(yīng)用，因此此類題目相對(duì)而言更加困難。因此在解題過(guò)程中，學(xué)生需要對(duì)機(jī)械能守恒和非重力以外做功的特點(diǎn)十分了解，從而計(jì)算得出機(jī)械能消耗克服介質(zhì)阻力做功，計(jì)算出小球經(jīng)過(guò)的總路程。因此這一類的題目解題思路主要集中在對(duì)機(jī)械能守恒定理的了解和對(duì)初、末狀態(tài)的判斷之上，學(xué)生只要能夠?qū)@兩個(gè)方面的知識(shí)融會(huì)貫通，就可以很好地解決這一類型的題目。

五、 結(jié)論

綜上所述，動(dòng)能定理在高中物理的教學(xué)中占據(jù)相當(dāng)重大的比重，學(xué)生需要通過(guò)動(dòng)能定理知識(shí)的學(xué)習(xí)，將機(jī)械能、能量守恒以及功率等方面的知識(shí)融會(huì)貫通，從而更好地進(jìn)行解題。面對(duì)問(wèn)題時(shí)，學(xué)生往往缺乏精準(zhǔn)的解題思路，一方面是對(duì)已知內(nèi)容在題目當(dāng)中的作用不夠了解，另一方面則在于知識(shí)點(diǎn)缺少應(yīng)用的鍛煉，無(wú)法扎實(shí)地體現(xiàn)在解題過(guò)程中。因此高中物理的動(dòng)能定理學(xué)習(xí)，需要具有針對(duì)性地進(jìn)行解題，從而促進(jìn)解題思路的形成。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：

朱乾璽，遼寧省朝陽(yáng)市，遼寧省朝陽(yáng)市第二高級(jí)中學(xué)。endprint