山东省2018_2019学年高中物理第七章机械能守恒定律第7节动能和动能定理讲义（含解析）新人教版

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1、第7节动能和动能定理1．物体由于运动而具有的能量叫做动能，表达式为Ek＝mv2。动能是标量，具有相对性。2．力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化，这个结论叫动能定理，表达式为W＝Ek2－Ek1。3．如果物体同时受到几个力的共同作用，则W为合力做的功，它等于各个力做功的代数和。4．动能定理既适用于恒力做功，也适用于变力做功，既适用于直线运动，也适用于曲线运动。一、动能1．大小：Ek＝mv2。2．单位：国际单位制单位为焦耳，1J＝1N·m＝1kg·m2/s2。3．标矢性：动能是标量，只有大

2、小，没有方向，只有正值，没有负值。二、动能定理1．推导：如图所示，物体的质量为m，在与运动方向相同的恒力F的作用下发生了一段位移l，速度由v1增加到v2，此过程力F做的功为W。2．内容：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。3．表达式：W＝Ek2－Ek1。4．适用范围：既适用于恒力做功也适用于变力做功；既适用于直线运动也适用于曲线运动。1．自主思考——判一判(1)速度大的物体动能也大。(×)(2)某物体的速度加倍，它的动能也加倍。(×)(3)合外力做功不等于零，物体的动能一定变化。(√

3、)(4)物体的速度发生变化，合外力做功一定不等于零。(×)(5)物体的动能增加，合外力做正功。(√)2．合作探究——议一议(1)歼15战机是我国自主研发的第一款舰载战斗机，如图所示：①歼15战机起飞时，合力做什么功？速度怎么变化？动能怎么变化？②歼15战机着舰时，动能怎么变化？合力做什么功？增加阻拦索的原因是什么？提示：①歼15战机起飞时，合力做正功，速度、动能都不断增大。②歼15战机着舰时，动能减小，合力做负功。增加阻拦索是为了加大对飞机的阻力。(2)骑自行车下坡时，没有蹬车，车速却越来越快，动能越来越大

4、，这与动能定理相矛盾吗？提示：不矛盾。人没蹬车，但重力却对人和车做正功，动能越来越大。对动能、动能定理的理解1．动能的特征(1)动能是状态量：与物体的运动状态(或某一时刻的速度)相对应。(2)具有相对性：选取不同的参考系，物体的速度不同，动能就不同，一般以地面为参考系。2．对动能定理的理解(1)表达式W＝ΔEk中的W为外力对物体做的总功。(2)动能定理描述了做功和动能变化的两种关系。①等值关系：物体动能的变化量等于合力对它做的功。②因果关系：合力对物体做功是引起物体动能变化的原因，做功的过程实质上是其他形式

5、的能与动能相互转化的过程，转化了多少由合力做的功来度量。1．(全国卷Ⅲ)一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动，在时间间隔t内位移为s，动能变为原来的9倍。该质点的加速度为(　　)A.　　　　　B.C.D.解析：选A　质点在时间t内的平均速度v＝，设时间t内的初、末速度分别为v1和v2，则v＝，故＝。由题意知：mv22＝9×mv12，则v2＝3v1，进而得出2v1＝。质点的加速度a＝＝＝。故选项A正确。2．(多选)一质量为0.1kg的小球，以5m/s的速度在光滑水平面上匀速运动，与竖直墙壁碰撞后以原速率反弹，

6、若以弹回的速度方向为正方向，则小球碰墙过程中的速度变化和动能变化分别是(　　)A．Δv＝10m/sB．Δv＝0C．ΔEk＝1JD．ΔEk＝0解析：选AD　小球速度变化Δv＝v2－v1＝5m/s－(－5m/s)＝10m/s，小球动能的变化量ΔEk＝mv22－mv12＝0。故A、D正确。3．下列关于运动物体的合外力做功和动能、速度变化的关系，正确的是(　　)A．物体做变速运动，合外力一定不为零，动能一定变化B．若合外力对物体做功为零，则合外力一定为零C．物体的合外力做功，它的速度大小一定发生变化D．物体的动能不

7、变，所受的合外力必定为零解析：选C　力是改变物体速度的原因，物体做变速运动时，合外力一定不为零，但合外力不为零时，做功可能为零，动能可能不变，A、B错误。物体的合外力做功，它的动能一定变化，速度也一定变化，C正确。物体的动能不变，所受合外力做功一定为零，但合外力不一定为零，D错误。动能定理的应用1．应用动能定理解题的基本思路2．动能定理的优越性牛顿运动定律动能定理适用条件只能研究物体在恒力作用下做直线运动的情况对于物体在恒力或变力作用下做直线运动或曲线运动均适用应用方法要考虑运动过程的每一个细节只考虑各力的

8、做功情况及初、末状态的动能运算方法矢量运算代数运算相同点确定研究对象，对物体进行受力分析和运动过程分析结论应用动能定理解题不涉及加速度、时间，不涉及矢量运算，运算简单，不易出错[典例]　如图所示，用一块长L1＝1.0m的木板在墙和桌面间架设斜面，桌子高H＝0.8m，长L2＝1.5m。斜面与水平桌面的倾角θ可在0～60°间调节后固定。将质量m＝0.2kg的小物块从斜面顶端静止释放，物块与斜面间的动摩擦因数μ1＝0.