高中同步系列课堂讲义物理人教版(通用版)讲义：3.6动能和动能定理.doc

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1、3.6　动能和动能定理学习目标核心提炼1.理解动能的概念，掌握动能的计算公式。1个概念——动能1个定理——动能定理2.会推导动能定理的表达式。3.理解动能定理，能应用动能定理解决实际问题。一、动能1.大小：Ek＝mv2。2.单位：国际单位制单位为焦耳，1J＝1N·m＝1__kg·m2/s2。3.标矢性：动能是标量，只有大小，没有方向。思维拓展(1)做匀速圆周运动的物体动能怎样变化？(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动能保持不变。(2)不一

2、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，就不是平衡状态了。二、动能定理1.推导：如图1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。思维拓展歼－15战机是我国自主研发的第一款舰载战斗机，如图2所示：图2(1)歼－15战机起飞时，合力做什么功？速

3、度怎么变化？动能怎么变化？(2)歼－15战机着舰时，阻拦索对战斗机做什么功？战斗机的动能怎么变化？答案　(1)正功　增加　增加　(2)负功　减小　动能、动能定理的理解[要点归纳]1.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：只有大小，没有方向；只有正值，没有负值。(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。2.动能变化量的理解(1)表达式：ΔEk＝Ek2－Ek1。(2)物理意义：ΔEk＞0，表示动能增加；ΔE

4、k＜0，表示动能减少。(3)变化原因：力对物体做功是引起物体动能变化的原因，合力做正功，动能增加，合力做负功，动能则减少。3.动能定理的理解：(1)表达式：W＝ΔEk＝Ek2－Ek1，式中的W为外力对物体做的总功。(2)研究对象及过程：动能定理的研究对象可以是单个物体，也可以是相对静止的系统。动能定理的研究过程既可以是运动过程中的某一阶段，也可以是运动全过程。(3)普遍性：动能定理虽然可根据牛顿第二定律和匀变速直线运动的公式推出，但动能定理本身既适用于恒力作用过程，也适用于变力作用过程；既适用于物体做直线运动的情况，也

5、适用于物体做曲线运动的情况。[精典示例][例1]下列关于运动物体所受合力做功和动能变化的关系正确的是(　　)A.如果物体所受合力为0，则合力对物体做的功一定为0B.如果合力对物体所做的功为0，则合力一定为0C.物体在合力作用下做变速运动，动能一定发生变化D.物体的动能不变，所受合力一定为0解析　由功的定义可知，选项A正确；如果合力做的功为0，但合力不一定为0，例如物体的合力和运动方向垂直而不做功，选项B错误；物体做变速运动可能是速度方向变化而速度大小不变，所以，做变速运动的物体，动能可能不变，选项C错误；物体动能不变，

6、只能说合力不做功，但合力不一定为0，选项D错误。答案　A方法总结(1)动能与速度的变化关系：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，可能仅是速度方向的变化，物体的动能可能不变。(2)合力的功与动能变化的关系：合力做功不为零，合力一定不为零，物体的动能一定发生变化，速度大小一定变化；合力做功为零，物体的动能一定不发生变化，但速度大小不变，方向可发生变化。[针对训练1]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

7、不变，则以下叙述正确的是(　　)图3A.木块所受的合力为零B.因木块所受的力对其都不做功，所以合力做的功为零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解析　物体做曲线运动，速度方向变化，加速度不为零，故合力不为零，A错误；速率不变，动能不变，由动能定理知，合力做的功为零，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正确，B、D错误。答案　C　动能定理的应用[要点归纳]1.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

8、是单一过程，也可以是全过程。(2)对研究对象进行受力分析。(注意哪些力做功或不做功)(3)写出该过程中合力做的功，或分别写出各个力做的功(注意功的正负)。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)2.动力学问题两种解法的