高中物理这一门课里面的力学部分, 它其实是绝大多数学生在学习过程中觉得特别困难、容易出问题的地方。
许多学生在进行物理学习的过程中, 存在一个大家普遍都会遇到的毛病。
当拿到了力学的大题的时候, 第一反应就会是去列牛顿第二定律, 然后对物体进行受力分析并拆开各个力, 接下来列出加速度的表达式, 最后代入运动学的公式来进行计算。
步骤很多, 计算得很繁杂, 极容易出错, 当遇到变力、曲线运动、多过程组合题型的时候, 直接彻底崩盘。
明明就是那个什么的公式都已经是背到非常熟了, 而且上课的时候也是能够听得懂的, 但是做题就永远是算不对的那种情况。
对于那种很简单的题, 是可以拿到分的, 但是面对稍微复杂一点的那种压轴的多步骤的题, 就会从头到尾都卡住, 解题的步骤也变得乱七八糟, 而且时间也不够用。
其实, 有许多学生从高一一直学习到了高三这个时间点, 最后还是没有搞清楚一个核心的秘密。
在高中物理里面所涉及到的关于力学部分的计算题目, 有百分之八十的这些题目, 是根本不需要非得使用牛顿定律那样去进行非常直接的、生硬的计算的！
要想弄懂那些能覆盖整个高中物理范围的题目, 从必修一到必修二, 再到电场和磁场这些板块的压轴综合题, 你只需要掌握一个万能解题利器就可以了。这个被公认为最关键的解法技巧只有一个就是动能定理。
大家现在都知道, 这把钥匙是高中物理里面唯一的一把万能钥匙, 它从第一章的时候就开始用, 一直到高考的最后一道题都要继续用到。
匀变速直线运动这个情况它能够用, 曲线运动的场景它同样可以用, 变力做功的问题它也能够在其中起到作用, 面对多个过程叠加的复杂状况它依然适用, 而在处理复合场的压轴难题时它照样能够派上用场。
有些那种需要用牛顿定律来解的难题, 如果牛顿定律解决不了的时候, 动能定理是可以拿去解题的。
那些运动学公式怎么算也搞不定的复杂过程, 可以直接用动能定理一下子就能跨过。
今天这篇内容足足有4500字, 提供了非常全面的核心知识要点。我们将从零开始, 一步一步地把动能定理的完整体系进行解析。这里面包含了底层的逻辑原理、适合零基础学习的人入门的理解、标准的解题步骤、对所有常见题型的全面覆盖、用来快速解答难题的技巧, 以及其他容易发生错误的坑点。
如果你把这其中的一篇文章, 彻底理解清楚, 那么在做高中物理力学计算题的时候, 就能够直接对对手形成一种碾压式的优势, 并且从此以后, 就可以和那种复杂的受力分析说再见, 也可以彻底告别那些非常繁琐的公式计算过程。
一、很多人都在问那个问题, 到底为什么动能定理会被认为是高中物理领域之中, 那种特别强大, 并且能够通用于各种情况的工具呢?
咱们想要把动能定理学得特别透彻, 这第一步, 就得先弄明白, 它究竟强在什么地方, 还有为啥那些学习好的同学, 在做题的时候, 往往都会首选用这个方法。
高中力学两大解题体系：
1. 使用牛顿运动定律加上运动学公式, 这种方法强调的是瞬时思维以及对整个运动过程进行一步步的分析, 它比较适合处理那些简单的匀变速运动以及恒力作用下的直线运动, 但是其局限性实际上是非常大的。
2. 动能定理, 也叫做能量思维, 它的做法是用全程的思维来处理问题, 忽略掉中间的过程, 只去看开始的状态和结束的状态, 这样的方法能够通用于所有的力学场景。
牛顿体系的致命短板
它这种情况, 只能够适用于恒定不变的力, 以及那种速度均匀增加或者均匀降低的运动过程。
变力导致的运动、加速度不停变化的情况, 还有物体沿曲线轨迹跑动的问题, 这些事情都一点办法都没有, 完全没法直接就算出结果来的。
这种多过程的题型, 需要大家把它拆分成几个不同的阶段来分别列出式子, 整个解题步骤显得非常啰嗦和繁杂, 需要进行的计算任务极其沉重, 从而使得出错的情况变得非常容易发生。
这事情得把受力、加速度还有随时间推移而变化的速度都掰开来揉碎了讲清楚, 每一个环节都得严丝合缝, 半点不能差, 不然整个链条就会断裂, 所以容错的空间是非常之小的。
动能定理的绝对优势
1. 不要去管它在中间是怎么运动的, 也不要管它的加速度是怎么变化的, 还要看它走的路径到底是直的还是弯的。
2. 它在受力方面的适用能力特别强, 不管是恒力状态可以用, 即使是变力的情况也可以使用, 非常完美地弥补了牛顿定律存在的不足和短板。
3. 不管是多过程运动, 或者是往返运动, 又或者是组合运动这些问题呢, 全部都是靠一个公式就能够搞定的, 这个公式在整个过程中都适用。
4. 计算的过程被做到了极简, 这个做法只去算初速度以及末速度还有总的做功情况, 就直接跳过了那些占数量比高达百分之九十的复杂运算事项。
5. 这本书通用于全部内容, 里面包含了力学、平抛运动、圆周运动、机车启动方式、电场做功情况以及磁场的综合问题, 对于高考里面的压轴题目进行了全面覆盖。
一句话总结：
牛顿定律看“过程细节”234范文网，动能定理看“最终结果”。
在高中物理里面对大题这种考试的时候, 考察的重点永远是所谓的最终结果部分, 而绝对不是那些特别繁琐的计算过程。
大家都能看到这样一个状况, 那就是普通的学生们在那里非常拼命地死磕着受力分析问题, 结果写到把一整张纸都填满了内容, 而那些被视为学霸的人才能够做到利用动能定理这个知识点, 仅仅通过三步操作就一下子得出了最终答案。
二、咱们先把动能定理这个东西搞个零基础的入门, 重点搞清楚它的最底层那个本质是什么, 还有那些核心的公式都是啥, 争取一次性把它全部都彻底地学通透了。
1、官方那边给出来的那个正式的解释, 用大白话来弄个版本。
就是那个合外力, 它是去对物体做功, 而且做的是总功, 那么, 这个总功等于物体的动能变化量。
通俗理解：
当外力给物体做完了功之后, 物体的这个速度呢, 就会发生一些变化的情况。
因为外力做的正功的存在, 所以物体的运动速度就变大了, 并且动能也得到了增加。
当力做负功的时候, 物体的速度会减小, 动能也会随之减少。
把作用在物体上的所有力各自所做的功加起来, 得到一个总的数值, 这个数值的多少直接决定了物体动能改变的幅度。
2、万能的核心公式。这个东西是全程都通用的。整个高中三年的时间里, 它始终是不变的。
W_总=E_k=1/2mv_2^2-1/2mv_1^2
把这个公式拆开来看, 它其实有两个核心的部分。
在左侧的部分, 我们要把在整个过程当中, 所有那些力所做的功都加起来, 这其中包括了重力、弹力、摩擦力、拉力还有电场力, 全部的力量所产生的功都要汇总在一起。
在图像的右侧部分, 我们主要是计算末状态时的动能减去初状态时的动能, 这里只关注开头的这一时刻和结尾的那一时刻所对应的能量情况, 至于中间过程是怎么样的则完全不用去管它。
3、最关键的核心认知（90%学生理解错误）
这是一个常见的误区, 很多人以为动能定理只能够用来计算单一力所做的功。
事实的情况是, 动能定理所计算出来的对象是总功这一项内容。
不管一个物体受到多少个力作用, 不管它经历了多少种运动阶段, 不管它的行走轨迹发生了怎样的变化。
所有力做功的代数和, 等于动能的变化。
存在这样的错误认识, 就是觉得一定要去分析加速度以及运动时间这些内容。
真相是, 所谓的动能定理, 完全是不需要利用加速度的, 是完全不需要借助时间的, 是完全不需要涉及平均速度的。
这个是存在并且和运动学公式存在的最大的区别的存在, 也是提速这个动作的关键所在。
三、在面对各种不同种类的题目时候, 可以按照这四个步骤进行解答, 这种做法是没有任何错误的模板, 可以在考试中达到满分的状态。
无论是那些基础性的简单小题, 还是难度属于中等水平的计算类题目, 亦或是高考中作为压轴登场、需要经历多个流程环节来解决的大题。
直接把这套包含四个步骤的模板一直用下去, 就不用动脑筋去想了, 写出来的解题过程也规矩得很, 保证不会丢掉那些关于步骤本身的分数。
第一步是先把研究对象给确定下来高中物理运动题型，然后把研究的过程也给明确到位。
我们要去挑选一个单独的物品, 或者是去选择一个系统, 然后把这个全过程的起初位置还有最后的最终位置都给确定清楚。
在可以做出选择的情况之下, 你既可以选择单独的一段过程进行解答, 也可以选择对整个过程进行整体性的解答, 并且在这样的选项设置里, 优先推荐大家去采用全程解题的方法。
第二步: 进行受力分析, 并把那些做功的力给筛选出来。
把物体上面所有的受力量都列出来, 然后直接把那些压根就不做功了的力给一脚踢开。
这里是不做功的情况的一个列表, 支持力不做功, 与垂直速度相关的弹力不做功, 瞬间出现的约束力也不做功, 还有洛伦兹力是永远都不做功的。
那些必定要去做功的具体力, 实际上包含了重力, 还有拉力, 紧接着是推力, 以及摩擦力, 最后还要算上电场力这一些东西。
大大减少了需要用于分析的时间, 这样就可以避免出现那些没有任何实际用处的空白分析！
第三步：列式计算总功
所谓的总功, 其实是等于重力做功、弹力做功、摩擦力做功以及外力做功这些部分加在一起的。
大家要关注一下正功和负功方面的问题。
当力和位移这两个东西之间的夹脚是锐角的时候, 所做的功就是正号。
当力和位移这两种东西的夹角是钝角的时候, 这种情况下算作是负的功。
进行第四步的操作, 把动能定理的公式带到里面去, 然后完成求解的任务。
将初速度、末速度带入（）, 解方程直接求未知（速度、位移、力、功）。
只要把这四个步骤一步一步地走过去, 就能够非常轻松地解决掉所有的关于力学的计算类的题目。
四、关于动能定理这一类题型的适用范围是覆盖全面的, 从最初的基础入门学习开始了解, 一直到后面高考中最后那几道比较难的压轴题目。
这道题目是第一种类型, 也就是关于基础匀变速直线运动的相关内容, 这部分内容属于入门阶段之后必须要进行练习的部分。
这包括普通的匀加速运动以及正常的匀减速运动, 同时涵盖了与刹车相关的特定问题场景, 还有就是涉及推拉物体所形成的一般性运动情况。
所谓传统的一种解决办法, 是使用牛顿定律加上运动学当中的3个公式进行计算, 这样的方法步骤数量非常多, 非常容易在后面算出错误的结果。
使用动能定理来解决问题的方法, 就是直接跳过对加速度、时间的计算环节, 一步到位求出速度以及位移。
例题是水平方向有一个恒定的拉力在拉一个物体, 已知条件包括了该物体的质量、施加的拉力大小、摩擦情况、初始速度状态以及位移长度, 要求大家计算出末速度。
一般的做法是, 先用力求合力, 接着再用它算加速度, 最后直接套上速度的公式。
动能定理的核心思路就是总功等于动能发生变化的量, 只需要通过三个步骤就能直接得出最终的答案。
关于第二种类型的题目, 也就是变力做功的问题, 这个问题使用牛顿力学完全没有办法直接求解掉它, 唯一一种能够被理解的方式就是采用能量的方法来解释它。
高中物理里的重点和难点部分涉及到变力做功这种情况, 比如像是弹簧弹力、变拉力以及那些渐变作用力等等这些内容。
人们现在的看法是, 牛顿定律没有办法直接解决那种加速度一直在变化的运动问题, 而动能定理则是能够用来处理这类情况的唯一一种普遍适用的计算方法。
核心逻辑就是不去分析那个变力的具体数值会有什么样的变化。
只需要知道初始时刻的最终状态的形变量的数值, 以及对应的那个速度的具体数值, 就直接把变力的总做功给求出来就可以了。
这个叫做题型三, 主要是讲的是曲线运动, 里面包含了平抛、斜抛以及曲面滑动这些内容。
只要是曲线运动, 速度的方向每时每刻都在发生变动, 所以没办法借助常规的运动学公式来进行计算处理。
动能定理无视轨迹！
无论是平地抛出后落下来, 还是在圆弧面上滑下去, 又或者是沿着弯曲的表面向下滑动的这种情形。
全程通用, 只看起点和终点高度、速度。
这道题里头经常出现的那些需要大家重点掌握的考点, 第一点就是算圆弧轨道最下端位置那个速度, 第二点是去处理曲面还有摩擦力一起做的功, 第三点则是计算抛出去的物体落地那一瞬间的速度。
这种题目属于第四种类型, 专门考查多过程的往返运动情况, 是每年高考里面出现频率特别高的中档难度小题型。
先是加速, 然后是减速, 接着是先上坡, 再接着是后下坡最后就是往返滑动。
传统方法采用的是分段列式、分段计算的方式, 结果就是极容易陷入混乱的局面。
关于动能定理的那个厉害招法, 把整个过程合在一起算出来, 不用把它分成一段一段的去做。
把那些正功还有负功都汇总起来, 然后一次性地列出算式去求解, 这样一来正确率就会成倍增加。
在题型五这个部分里面, 它涉及到的是关于机车启动的两大类问题, 并且这种情况被看作是经典中必须考查的内容。
启动的方式可以选作功率一直保持不变的启动, 也可以选作加速度一直保持不变的启动。
当出现变加速这种运动情况的时候, 又或者是变力的情况下, 牛顿定律是绝对不适用了。
根据高考的评分标准, 大家在书写答案的时候, 需要全程使用动能定理来列出相关的公式和方程。
这一道题型属于第六种, 专门针对电场力做功以及相关的综合类题目进行考查, 通常出现在高二或者高三阶段作为压轴题。
电场属于场力，做功只看初末位置、不看路径。
重力+电场力+摩擦力多力复合，
动能定理能够发挥到极致, 这种状态是非常契合的, 它是解决有关电场能量问题的最后一道压轴题的唯一且正确的解题方法。
题型七: 包含弹簧的系统的终极难题, 这一点是高考中特别难并且非常重要的部分。
弹簧产生的弹力, 它是典型的变化的力。
涉及到那些弹簧的伸长或者是压缩, 还有弹性碰撞的情况, 以及弹簧相互连带产生的各种复杂问题。
整个求解过程, 完全就是依赖于那个动能定理, 再加上那个弹性势能的公式, 来一步一步算出来的。
五、学霸进阶秒杀技巧：动能定理提分核心心法
关于第一个技巧, 我们应该优先考虑使用全程法这种方式, 而是要坚决拒绝采用分段法这种做法。
绝大多数学生们, 都特别喜爱把题目分成一个个段来做题, 这样做的话, 步骤会变得非常繁琐, 而且很容易会出现漏掉做功的情况, 又或者在正负号的判断上出错。
学霸原则：能全程不分段。
在多过程运动中, 我们直接选取最开始的末状态以及末尾的状态进行计算, 将总功一次性结算清楚, 这样可以大幅降低出现失误的概率。
在第2个技巧里面, 大家要先去处理那个场力做功的部分, 然后把阻力做功这部分给放到后面再去解决。
重力、电场力属于保守力，做功与路径无关；
摩擦力跟拉力都属于耗散力这种东西, 当那个路径变得更长的时候, 所做的功也就会跟着变多起来。
用动能定理能很快的把两种做功的情况给区分开来, 这样就可以比较精准的进行列式计算了。
技巧3是, 把开头和结尾都保持不动的状态, 然后直接让数值变成零就行。
这道题目里面的初速度数值为零, 并且最终的末速度数值也为零, 这是一个在考试当中出现频率超级高的模型！
这个时候呢, 动能的变化量等于零这个事实是直接得出来的, 所以可以直接推导出一个结果, 就是总正功和总负功是相等的。
不要急着去把速度那个值给算出来, 反而应该直接先把力和位移这两个东西给进行计算, 就这样可以非常利索地把大量的关于填空题还有计算题的那些麻烦事儿给解决掉。
技巧4：规避时间陷阱
大家得先看清楚, 在题目内容里面, 要是并没有要求去算那个时间, 也没有要求去算那个加速。
总之, 就是全部都不用牛顿那个定律, 也不去用那些什么运动的公式, 反正就直接就拿出动能定理来。
经过分析发现百分之九十大题都是吻合这个条件的状况。
六、这八种非常容易导致错误的陷阱, 百分之九十的学生都会在考试当中不小心踩到, 只要能够彻底地把这些问题根治掉, 就一定不会再丢分了。
大家觉得动能定理这个事儿看起来挺简单的, 但是它在高中考试里面却是最容易让人在不知不觉中丢分的一个知识点, 下面是把那些经常会出现的错误陷阱一个一个都拆解清楚。
存在第一个问题, 也就是人们经常会出错地去做计算洛伦兹力做功的这个事情。
洛伦兹力的方向, 是和速度方向永远都保持垂直的, 所以它从来都不做功。
不少同学在动笔算题的时候, 脑子里头习惯性地把洛伦兹力做功这一项给加进去, 结果直接导致整道题目全盘皆错, 彻底崩盘。
陷阱是2, 这里存在摩擦力所做工作路径发生混淆的这种状况。
就是那种曲线、往返运动的情况。
计算摩擦力做功的时侯得按照实际经过的路径长度来算, 不是根据起点到终点的位移来算。
这是在整个学年阶段里面出现频率比较高的错误点, 这个错误在牛顿运动定律的相关体系之中是不会出现的, 但是如果在应用动能定理进行解题的过程中就容易掉进专属的这个陷阱里面。
第三个陷阱, 就是会出现把正功和负功的判断结果搞反的情况。
因为重力下落的时候是在做正功, 而当物体上升的时候则是在做负功。
那个阻碍运动的力, 它总是做负面的工作。
拉力这个力要和运动的这个方向一样, 那就就是正功。
如果正负号给写反的话, 那么对应的方程就是直接错误的, 最终导致结果完全出错。
第四个陷阱, 就是把初始动能和末态动能这两个东西搞反了。
永远牢记：末减初
很多学生在做题的时候非常紧张, 然后把计算方法写成了初减末, 这就导致符号完全是相反的, 结果被扣了大量的分。
第五个陷阱在于容易遗漏那些隐藏在情况里面的做功表现这一件事。
多过程题容易遗漏：
全程的摩擦力、往返时所遇到的阻力、弹簧所提供的弹力以及各个阶段中的拉力, 这些力学相关的物理量需要被考虑到。
一旦漏掉一个力, 那么总功的计算结果会直接变成错误的。
陷阱6把动能定理和机械能守恒搞混了。
很多同学分不清：
存在摩擦力的情况之下, 同时还有外力正在进行做功的操作, 这是绝对不能够使用机械能守恒定律来进行分析的, 这个时候必须而且只能采用动能定理来解决问题。
在物理学的范畴里, 机械能保持不变仅仅是一个特殊情况, 而动能定理才是能够适用于更广泛情境的普遍规律。
陷阱7, 速度代入错误。
在计算的时候, 大家必须记住一点, 就是要把合速度代进去, 绝对不可以把分速度直接代进去。
在进行平抛运动以及曲线运动的求解的时候, 人们总是习惯性地直接去代入水平方向或者竖直方向的分速度, 这种做法是非常容易出现的, 并且其最终导致的结果就是解题错误。
在利用系统动能定理的时候, 要是随便乱用的话, 陷阱8就会出现。
是因为没有把系统做功的那个规律给弄明白, 所以就乱着去套整体法, 结果就把内力做的功给漏掉了, 最后导致在那些很难的压轴题目上面丢掉了非常大量的分数。
七、关于动能定理、牛顿运动定律以及机械能守恒定律这三者到底应该如何进行选择, 这里提供了一套最终的口诀以便大家参考。
当你在做题的时候, 如果对于应该选择哪一个公式感到完全不确定, 那么就一定要把这个关于如何选择和舍弃的逻辑内容给好好地背诵下来。
1. 求时间、求加速度、求瞬时力 → 牛顿定律
2. 既然题目当中出现了变力, 同时也包含了曲线运动轨迹, 并且过程比较多的情况下, 咱们就可以不去计算时间, 直接使用动能定理解题。
3. 在这个系统里面, 只有重力在做功, 只有弹力在在做功, 除此之外没有摩擦力出现, 也没有其他外力去干扰这个系统, 所以得出的结论就是机械能守恒。
万能做题优先级：
复杂题优先动能定理，简单匀变速按需选择！
八、真题实战演示（手把手带练标准解题）
经典例题
物体从高为h的曲面顶端由静止开始滑下, 到达底端时的速度为v, 需要对整个过程进行计算。在这个过程里, 求一下全程摩擦力所做的功是多少。
普通学生解法
面对那个弯曲的轨迹, 心里很纠结, 把运动会拆开来看, 还想试试牛顿公式, 但是实在找不到下手的办法。
动能定理满分解法
1. 把全过程都定下来, 从最开始在顶端静止不动开始, 一直到最后到达底端的时候, 速度变成了v。
2. 对物体做功的力包括重力还有摩擦力, 至于支持力是不做功的。
3. 总功：mgh+W_f=1/2mv^2-0
4. 直接解出：W_f=1/2mv^2-mgh
整个过程一共分为三个步骤, 能够迅速解决压轴题目中关于曲面摩擦力做的功这种难题。
九、对整篇文章做一个最终极的总结, 如果你能够把这一段文字彻底的吃透, 那么在力学学科方面, 你就完全可以顺利地完成通关。
动能定理这个东西, 之所以会被大家伙儿说成是高中物理里头的一把万能钥匙, 主要是因为它的适用范围比较广。
这是因为这个事物打破了牛顿体系存在的所有局限点, 使得原本被限制住的各个方面都获得了突破。
1. 它不局限于某种运动的形态, 直线运动可以兼容, 曲线运动也可以兼容, 匀速状态能够处理, 变速情况也能应对, 变力这种复杂的情形同样可以实现全方位的覆盖。
2. 在过程复杂度方面完全不卡顿, 无论是单过程的状况, 还是多过程的状况, 乃至往返运动的状况, 都能够全部处理并胜任。
3. 在题目难度方面不会出现问题, 无论是基础的填空题、需要计算的较大分值的题目, 还是高考中作为压轴使用的题目, 都可以适用。
4. 极简思维降维打击：抛弃繁琐受力、加速度、时间分析，只抓初末状态。
高一力学、高二电磁、高三综合复习，
整整三年物理高中物理运动题型，动能定理贯穿始终。
对于普通学生来说, 他们在学习物理的时候, 依赖于不断累积公式以及强行计算运算过程, 这种做法既耗费时间又消耗精力, 而且正确的概率还比较低。
学霸在研究物理的时候, 是依靠那种叫做能量思维的。他们能够抓住事物最本质的部分, 然后跳过那些繁琐的过程。这样的方式既简洁又高效。因此, 他们可以稳定地获得满分。
高中物理真正的提分逆袭，
并不是去刷上一万道那种不同类型的题目, 而是要完全把动能定理这个核心的、厉害的工具给掌握住。
把这套从入门知识到压轴难题的通用解题思路和办法, 都给弄得明明白白, 彻底掌握下来。
从此以后, 面对力学方面的大题, 再也不会卡住不动了, 对于比较复杂一些的题目类型, 也再不出现丢分的局面。
能够让你把高中物理里面百分之八十的那些计算题目里头的分数, 给稳稳当当地拿到手。
关于这份免责声明需要说清楚的是, 这篇文章的内容安排是可以用来让高一的学生跟着进行同步学习的, 同时也是给高二学生用来进行查漏补缺的合适材料, 另外它也非常适合高三学生在一轮复习和二轮复习的阶段使用, 文中所涉及到的知识点点是和高考考纲的要求是非常贴合的, 保证里面绝对不会出现超纲的内容存在, 因此它是值得大家长期收藏起来并且进行反复复盘的, 目的就是为了能够全力以赴地去攻坚克难那些力学当中的压轴题型。
