2019_2020学年高中物理第四章机械能和能源第4节动能动能定理学案教科版必.doc

《2019_2020学年高中物理第四章机械能和能源第4节动能动能定理学案教科版必.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第4节　动能　动能定理　1．明确动能的表达式及含义．　2．能理解和推导动能定理．(重点)　3．掌握动能定理及其应用．(重点＋难点)一、动能1．定义：物体由于运动而具有的能量．2．表达式：Ek＝mv2．3．单位：与功的单位相同，国际单位为焦耳．1J＝1N·m＝1kg·m2/s2．4．标量：没有方向．Ek≥0，即动能总为非负值．二、合外力做功和物体动能的变化1．理论推导：如图所示，质量为m的物体在沿运动方向的合外力作用下发生位移x，速度由v1增大到v2，则W＝Fx＝max＝m＝mv－mv．即W＝ΔEk．2．实验验证(1)实验装置：应用必修1

2、中“探究a与F、m之间的定量关系”的实验装置，如图所示．(2)实验原理：从打出的纸带及拉力F与小车质量的数据进行分析，利用纸带测量数据，计算小车打下各计数点时的瞬时速度，进而验证小车运动到打下各计数点过程中合外力对它做的功W与动能增加量ΔEk的相等关系．(3)实验结论：W＝ΔEk．3．动能定理(1)内容：合外力所做的功等于物体动能的变化．(2)表达式：①W＝ΔEk＝Ek2－Ek1．17②W＝mv－mv．说明：a．式中W为合力所做的功，它等于各力做功的代数和．b．如果外力做正功，物体的动能增加，外力做负功，物体的动能减少．(3)适用范围：

3、不仅适用恒力做功和直线运动，也适用于变力做功和曲线运动情况．一个物体如果在运动过程中，其动能保持不变，则这个物体一定做匀速直线运动吗？提示：由Ek＝mv2可知，物体的动能保持不变，只能说mv2的大小不变，其中物体运动的速度方向有可能是变化的，如物体做匀速圆周运动时，其运动的动能也是不变的．　对动能定理的理解1．相似关系对比W合＝Ek2－Ek1W重(弹)＝Ep1－Ep2物理意义合外力做功与物体动能变化的关系重力(弹力)做功与重力(弹性)势能变化的关系等号左边意义合外力做的功重力(弹力)做的功等号右边意义动能的增量重力(弹性)势能的减少量功

4、能关系实质合外力做功引起的是物体动能的变化，重力做功引起的是重力势能的变化，功是能量转化的量度2．应用动能定理解题的步骤(1)确定研究对象和研究过程．(2)对研究对象进行受力分析．(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．3．应用动能定理的优越性功的计算公式W＝Fxcosα只能求恒力做的功，不能求变力的功，而由于动能定理提供了一个物体的动能变化ΔEk与合外力对物体所做功具有等量代换关系，

5、因此已知(或求出)物体的动能变化ΔEk＝Ek2－Ek1，就可以间接求得变力做功．　W为合力的功或各个外力做功的代数和，有正、负之分，注意ΔEk＝Ek末－17Ek初，顺序不可颠倒．一个物体放在光滑的水平地面上，现用水平力F拉着物体由静止开始运动，当经过位移x1时，速度达到v，随后又经过位移x2时，速度达到2v．那么，在x1和x2两段路程中F对物体做的功之比为()A．1∶2B．2∶1C．1∶3D．1∶4[解析]　物体在前进x1的过程中，对物体受力分析可得，只有拉力F对物体做功由动能定理得W1＝Fx1＝mv2物体在前进x2的过程中，对物体受力

6、分析可得，只有拉力F对物体做功由动能定理得W2＝Fx2＝m(2v)2－mv2联立上面两式可得，在两个过程中力F做的功之比为＝．[答案]　C本题中的合外力为恒力，还可用牛顿运动定律求解，但在变力作用的情况下，牛顿运动定律就不能使用了，而动能定理仍可使用．　　如图所示，质量为m的物体被细绳牵引着在光滑水平板上做匀速圆周运动，拉力为F时，转动半径为r，当拉力增大到8F时，物体做匀速圆周运动的半径为，则外力对物体所做的功为多少？解析：设物体做匀速圆周运动半径为r和时的线速度分别为v1和v2则由题意得F＝m，Ek1＝mv＝Fr8F＝，Ek2＝mv

7、＝2Fr由动能定理，外力对物体所做的功17W＝ΔEk＝Ek2－Ek1＝2Fr－Fr＝Fr．答案：Fr　动能定理在多过程或多个物体问题中的应用1．动能定理在多过程问题中的应用(1)对于多个物理过程要仔细分析，将复杂的过程分割成一个一个子过程，分别对每个过程分析，得出每个过程遵循的规律，当每个过程都可以运用动能定理时，可以选择分段或全程应用动能定理更简单、方便．(2)应用全程法解题求功时，有些力不是全过程都作用的，必须根据不同的情况分别对待，弄清楚物体所受的力在哪段位移上做功，哪些力做功，做正功还是负功，正确写出总功．2．动能定理在两个(或

8、多个)相互关联的物体系统中的应用(1)从严格意义上讲课本上讲的动能定理是质点的动能定理，即质点动能的增量等于作用于质点的合外力所做的功．对于由相互作用的若干质点组成的系统，动能的增量在数值上等于一切外力所做