第七章--7动能及动能定理--必修2--有解析

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1、7动能和动能定理［目标定位］1.知道动能的定义和表达式，会计算物体的动能2会用牛顿第二定律和运动学公式推导动能定理，理解动能定理的含义.3.能用动能定理进行相关分析与计算.一、动能■知识梳理1.定义：物体由于运动而具有的能量.2.表达式:Ek=^mv2.3.单位：焦耳.4.动能的“三性”:(1)相对性：选取不同的参考系，物体的速度不同，动能也不同，一般以地面为参考系.(2)标量性：动能是桩量，没有方向.(3)状态量：动能是表征物体运动状态的物理量，与物体的运动状态(或某一时刻)的速度相对应.【深

2、度思考】(1)做匀速圆周运动的物体的动能怎样变化？(2)动能不变的物体是否一定处于平衡状态？答案(1)不变.由于匀速圆周运动的线速度大小不变，故做匀速圆周运动的物体的动能保持不变.(2)不一定.动能不变的物体可能只是速度大小不变，如果速度方向发生改变，就不是平衡状态.■典例精析【例1】关于动能的理解，下列说法正确的是()A.凡是运动的物体都具有动能B.重力势能可以为负值，动能也可以为负值C.一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化，但速度变化时，动能不一定变化D.动能不变的物体，一定处于平衡状态

3、答案AC解析动能是物体由于运动而具有的能量，所以运动的物体都具有动能，A正确；动能只能为正值，故B错误；由于速度为矢量，当方向变化时，若其速度大小不变，则动能并不改变,故C正确；做匀速圆周运动的物体动能不变，但并不处于平衡状态，D错误.厂I总结提升I1动能与速度的三种关系：(1)数值关系：仓二+加圧，速度Q越大，动能Ek越大.(2)瞬时关系：动能和速度均为状态量，二者具有瞬时对应关系.(3)变化关系：动能是标量，速度是矢量.当动能发生变化时，物体的速度(大小)一定发生了变化，当速度发生变化时，可

4、能仅是速度方向的变化，物体的动能可能不变.二、动能定理■知识梳理1.推导(如图1)：m(光滑水平面)图1牛顿第2.内容：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过稈中动能的变化.3.公式:4.适用范围：即适用于恒力做功也适用于劭做功；既适用于直线运动也适用于宜线运动.1.对动能定理的理解:(1)力对物体做功是引起物体动能变化的原因，合力做功的过程实质上是其他形式的能与动能相互转化的过程，转化了多少由合力做的功來度量.(2)合力对物体做正功，即">0,Mk>0,表明物体的动能增大;合力对物体做负

5、功，即W<0,AEk<0,表明物体的动能减小;如果合力对物体不做功，则动能不变.(3)动能定理的计算式为标量式，。为相对地面的速度.【深度思考】在同一高度以相同的速率将手中的小球以上抛、下抛、平抛三种不同方式抛出，落地时速度、动能是否相同？答案重力做功相同，动能改变量相同，落地时动能相等，速度大小相等，但速度方向不同.■典例精析【例2】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.

6、物体的合外力做功，它的速度大小一定发生变化D.物体的动能不变，所受的合外力必定为零答案C解析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.物体合外力做功，它的动能一定变化，速度大小也一定变化，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.三、动能定理的应用■知识梳理1.动力学问题两种解法的比较牛顿运动定律和运动学公式结合法动能定理适用条件只能研允在恒力作用下物体做直线运动的情况对于物体在恒力或变

7、力作用下，物体做直线运动或血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做功情况及初、末状态的动能，不关注细节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应用动能定理解题不涉及加速度、时间，不涉及矢塑运算，运算简单，不易出错.2.应用动能定理解题的步骤(1)选取研究对象，明确并分析运动过程，这个过程可以是单一过程，也可以是全过程.(2)対研究対象进行受力分析.(注意哪些力做功或不做功)(3)写出该过程中合外力做的功，或分别写出各个力做的功(注意功的正

8、负).如果研究过程中物体受力情况有变化，要分别写出该力在各个阶段做的功.(4)写出物体的初、末动能.(5)按照动能定理列式求解.(注意动能增量是末动能减初动能)■典例精析【例3】如图2所示，物体沿曲面从力点无初速度滑下，滑至曲面的最低点3时，下滑的高度为5m,速度为6m/s,若物体的质量为1kg.则下滑过程中物体克服阻力所做功为©取10m/s2)()A.50JB・18JC.32JD・0J答案c解析由动能定理得mgh—lVf=^nv2f故W(=mgh—^nv2=1X10X5J—1X62J=32J,