《人教 高一物理 必修2--第七章 8 动能和动能定理》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教 高一物理 必修2--第七章 8 动能和动能定理（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第七章 机械能守恒定律 目标定位 1 理解动能的概念 掌握其表达式 2 能从牛顿第二定律与运动学公式导出动能定理 理解动能定理的物理意义 3 能应用动能定理解决简单的问题 学案8动能和动能定理 知识探究 自我检测 知识探究 一 动能的表达式 问题设计 让球从光滑的斜面滚下 与木块相碰 推动木块做功 如图1所示 图1 1 让同一铁球从不同的高度滚下 可以看到 高度大时球把木块推得远 对木块做的功多 2 让质量不同的铁球从同一高度滚下 可以看到 质量大的铁球把木块推得远 对木块做的功多 以上两个现象说明影响动能的因素有哪些 要点提炼 1 动能的表达式 国际单位制中单位是 2 对动能的理解 1 动能
2、的瞬时性 物体动能的大小与物体瞬时速度的大小相对应 是一个状态量 2 动能的标矢性 动能是标量 只有大小没有方向 且总大于 v 0时 或等于零 v 0时 不可能小于零 无负值 运算过程中无需考虑速度方向 J 3 动能的相对性 对于不同的参考系 物体的速度不同 则物体的动能也不同 没有特别指明时 速度都是以地面为参考系 3 动能的变化量 动能的变化量是过程量 Ek 0 表示物体的动能增大 Ek 0 表示物体的动能减小 二 动能定理 问题设计 如图2所示 质量为m的物体在恒力F的作用下向前运动了一段距离 速度由v1增加到v2 试求力F对物体做的功 图2 要点提炼 动能定理1 内容 合力在一个过程中
3、对物体所做的功 等于物体在这个过程中 Ek2 Ek1 动能的变化 2 W指合外力做的功 即包含重力在内的所有外力所做功的 3 W与 Ek的关系 如果合力对物体做正功 物体的动能 如果合力对物体做负功 物体的动能 如果合力对物体不做功 物体的动能 3 动能定理的实质 功能关系的一种具体体现 物体动能的改变可由合外力做功来度量 不变 代数和 增加 减少 三 应用动能定理的优点及解题步骤 1 应用动能定理解题的优点 1 动能定理对应的是一个过程 只涉及物体初 末状态的动能和整个过程合力做的功 无需关心中间运动过程的细节 而且功和能都是标量 无方向性 计算方便 2 当题目中不涉及a和t 而涉及F l
4、m v等物理量时 优先考虑使用动能定理 3 动能定理既适用于恒力作用过程 也适用于变力作用过程 既适用于直线运动也适用于曲线运动 既适用于单一过程 也适用于多过程 特别是变力及多过程问题 动能定理更具有优越性 2 应用动能定理解题的一般步骤 1 选取研究对象 通常是单个物体 明确它的运动过程 2 对研究对象进行受力分析 明确各力做功的情况 求出外力做功的代数和 3 明确物体在初 末状态的动能Ek1 Ek2 4 列出动能定理的方程W Ek2 Ek1 结合其他必要的解题方程 求解并验算 典例精析 一 对动能和动能定理的理解 例1关于动能 动能定理 下列说法正确的是 A 一定质量的物体 动能变化时
5、速度一定变化 但速度变化时 动能不一定变化B 动能不变的物体 一定处于平衡状态C 合力做正功 物体动能可能减小D 运动物体所受的合外力为零 则物体的动能肯定不变 解析一定质量的物体 动能变化时 物体的速度大小一定变化 所以速度一定变化 速度变化时 物体的速度大小不一定变化 所以动能不一定变化 A项正确 动能不变的物体 速度方向可能改变 不一定处于平衡状态 B项错误 合力做正功时 动能肯定增加 合力做功为零时 动能肯定不变 C项错误 D项正确 答案AD 二 动能定理的应用 例2质量为m的物体静止在水平桌面上 它与桌面之间的动摩擦因数为 物体在水平力F作用下开始运动 发生位移x1时撤去力F 问物体
6、还能运动多远 解析研究对象 质量为m的物体 研究过程 从静止开始 先加速 后减速至零 受力分析 运动过程草图如图所示 其中物体受重力 mg 水平外力 F 弹力 FN 滑动摩擦力 Ff 设加速位移为x1 减速位移为x2 解法一 可将物体运动分成两个阶段进行求解 又滑动摩擦力Ff FN FN mg 解法二 从静止开始加速 然后减速为零 对全过程进行分析求解 设加速过程中位移为x1 减速过程中位移为x2 水平外力F在x1段做正功 滑动摩擦力Ff在 x1 x2 段做负功 mg FN不做功 初动能Ek0 0 末动能Ek 0在竖直方向上 FN mg 0滑动摩擦力Ff FN根据动能定理 Fx1 mg x1
7、x2 0 0 针对训练在距地面高12m处 以12m s的水平速度抛出质量为0 5kg的小球 其落地时速度大小为18m s 求小球在运动过程中克服阻力做功多少 g取10m s2 解析对小球自抛出至落地过程由动能定理得 则小球克服阻力做功为 答案15J 课堂要点小结 动能和动能定理 自我检测 1 2 3 4 1 对动能的理解 改变汽车的质量和速度大小 都能使汽车的动能发生变化 则下列说法中正确的是 A 质量不变 速度增大到原来的2倍 动能增大为原来的2倍B 速度不变 质量增大到原来的2倍 动能增大为原来的2倍C 质量减半 速度增大到原来的4倍 动能增大为原来的2倍D 速度减半 质量增大到原来的4倍
8、 动能不变 当速度不变 质量m增大为原来的2倍时 动能Ek也增大为原来的2倍 B正确 若质量减半 速度增大为原来的4倍 则动能增大为原来的8倍 C错误 答案BD 1 2 3 4 2 对动能定理的理解 有一质量为m的木块 从半径为r的圆弧曲面上的a点滑向b点 如图3所示 如果由于摩擦使木块的运动速率保持不变 则以下叙述正确的是 A 木块所受的合外力为零B 因木块所受的力都不对其做功 所以合外力做的功为零C 重力和摩擦力的合力做的功为零D 重力和摩擦力的合力为零 1 2 3 4 图3 解析木块做曲线运动 速度方向变化 加速度不为零 故合外力不为零 A错 速率不变 动能不变 由动能定理知 合外力做的
9、功为零 而支持力始终不做功 重力做正功 所以重力做的功与摩擦力做的功的代数和为零 但重力和摩擦力的合力不为零 C对 B D错 答案C 1 2 3 4 1 2 3 4 3 动能定理的应用 物体沿直线运动的v t图象如图4所示 已知在第1秒内合力对物体做功为W 则 A 从第1秒末到第3秒末合力做功为4WB 从第3秒末到第5秒末合力做功为 2WC 从第5秒末到第7秒末合力做功为WD 从第3秒末到第4秒末合力做功为 0 75W 图4 1 2 3 4 解析由题图可知物体速度变化情况 根据动能定理得 第3s末到第5s末 1 2 3 4 第5s末到第7s末 第3s末到第4s末 答案CD 1 2 3 4 4 动能定理的应用 一架喷气式飞机 质量m 5 0 103kg 起飞过程中从静止开始运动 当位移达到l 5 3 102m时 速度达到起飞速度v 60m s 在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重力的0 02倍 求飞机受到的平均牵引力 g取10m s2 1 2 3 4 其中k 0 02 把数据代入后解得 F牵 1 8 104N所以飞机所受的平均牵引力是1 8 104N 答案1 8 104N
