吴建兵 （四川省武胜中学校 四川 广安 638400）
【摘 要】 动能定理是高中物理力学中非常重要的定理，也是解题经常使用的定理，它是高中物理力学部分学习的重点和难点，对学生综合分析应用能力要求较高，也是高考重要考点，适用范围很广，可以弥补牛顿运动定律解题的不足。学生熟练掌握并能合理应用动能定理，可以提高解题综合能力和学习成绩。
【关键词】 高中物理 动能定理 解题方法 综合能力
中图分类号： G63 文献标识码： Ａ 文章编号：ISSN1004-1621（2020）06-063-02
动能定理的内涵是什么？如何合理使用动能定理解决物体动力学等问题？这是高中学生应该准确掌握的知识。于此，根据很多学生解题时出现的问题，利用自己近二十年的教学经验和众多成功教师的理念，形成了这篇论文。
一、动能定理的内涵：
1.基本内容：动能定理是指合外力所做的功等于物体动能的变化。即物体或系统受到的外力做功之和等于物体或系统末动能与初动能之差。需要特别注意的是：（1）功是能量转化的量度，正功使物体动能增加，负功使物体动能减少，物体动能的改变取决于外力做的总功，功不能转化为能量。（2）通过外力做的总功，可以判断动能的变化；也可以通过动能的变化，判断外力做的总功。（3）可以利用动能定理求解某个未知力做的功或物体运动位移、路程等，也可以求解某个状态的动能或速度大小。
2.适用范围：具有普适性。动能定理是一种间接求解变力做功和物体做曲线运动时力做功的有效方法，可以弥补一般力做功和牛顿运动定律求解动力学问题时存在的不足。除了含有加速度和时间（有恒定功率也适合）外，可以适合其他很多问题。具体为：（1）既适合于单个物体的运动，也适合于多个物体构成的系统。（2）既适合于直线运动，也适合于曲线运动。（3）既适合于恒力做功，也适合于变力做功。（4）既适合于匀变速运动，也适合于非匀变速运动。（5）既适合于全程研究，也适合于部分过程研究。（6）既适合于单纯的动力学问题，也适合于有电场力和安培力参与的综合类问题。
二、对动能定理的理解：
1.合力对物体或系统做功"正"、"负"的理解：
可以把力做功正、负情况从力与位移的夹角关系转变为力与速度的夹角关系，从而更好的适用于曲线运动。
（1）若合外力方向与物体或系统运动方向夹角小于900时，合外力对物体做正功，总功大于零 ，末动能大于初动能，则物体或系统动能增加。
（2）若合外力方向与物体或系统运动方向夹角等于900时，合外力对物体不做功，总功等于零 ，末动能等于初动能，则物体或系统动能不变。
（3）若合外力方向与物体或系统运动方向夹角大于900时，合外力对物体做负功，总功小于零 ，末动能小于初动能，则物体或系统动能减小。
总功的计算可以用物体的合外力直接计算，也可以先求每一个力对物体做的功，然后对所有力做的功进行代数求和。因此，对于物体受到的外力做功也可以根据力与速度夹角是否为900进行判断，去掉不做功的力，再计算要做功的力，最后把要做功的力做的功进行代数求和即为总功。
2.对动能定理标量性的认识：
动能定理中很多物理量为标量，因此速度方向的改变不影响动能大小。如物体做匀速圆周运动过程中，合外力方向指向圆心，与速度方向始终保持垂直，所以合外力做功为零，动能变化也为零，并不因速度方向改变而改变。又如物体在洛伦兹力作用下运动，由于洛伦兹力始终与速度垂直，所以洛伦兹力对物体不做功，也就不会改变物体的动能，如果物体动能变化，也就是其他外力做功导致的。因此，动能定理完全适合物体的曲线运动。
3.对定理中"变化"一词的理解：
由于外力做功可正、可负，因此物体在运动过程中动能可能增加，也可能减少。因而定理中"变化"一词，并不表示动能一定增大，它的确切含义为末态与初态的动能差，或称为"改变量"，数值可正，可负。
4.动能定理解题的优点：
（1）只要不涉及加速度和时间（有恒定功率除外），由于不涉及具体运动过程，用动能定理处理问题比牛顿运动定律方便。
（2）动能定理可以解决变力做功和曲线运动问题，而牛顿运动定律解决这类问题非常困难。
（3）动能定理可以全程研究物体的运动，也可以研究部分运动过程，而且不用求解不同过程的加速度，解题比较简单。
三、如何利用动能定理解题：
（一）特别说明：物体即使受到多个外力作用，但是有些力始终与速度垂直，不做功，列方程时应该去掉不做功的力。如果物体速度大小和方向均在变化，物体受到的摩擦力大小和方向也在变化，比如曲线运动，这种题型无法用牛顿运动定律求解力或路程等，只能用动能定理间接求解。
（二）解题方法：
要想准确解答物理试题，一定要熟练掌握解题方法，不然不仅会导致思路混乱，也会无法正确解答。 对于动能定理，最基本的解题方法如下：
1.分析研究对象的受力情况，根据力与速度的夹角判断力是否做功？做正功，还是做负功？并找到不做功的力，以免列方程时写出。
2.计算研究对象所受外力在运动过程中对物体做功的大小和正负，并求出外力做的总功。
3.明确物体在运动过程中始、末动能的值，根据受力情况对应选择合适的特殊状态。
4.根据动能定理，列出具体方程式，代入数值，计算结果。
总之，要想合理利用动能定理解答动力学等相关问题，并能准确答题，必须把理论和实际相结合。很多学生知道或熟悉理论知识，但是解题时又不能把理论和实际进行结合，导致理论和实际脱节，成为只知道死记硬背，不知道灵活运用。要想把理论和实际相结合，解题时必须"按部就班"地按照解题方法进行，经过多次练习和使用，逐渐形成学生自己的解题能力。
参考文献：
1.江楚桥，物理教学中创新能力的培养，中学物理教学参考，陕西师范大学杂志社。
2.俞培阳，中学物理教师与物理学前沿，陕西师范大学杂志社。