2017-2018学年高中物理 第四章 机械能和能源 第4节 动能 动能定理教学案 教科版必修2.doc

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1、第4节动能__动能定理1．物体由于运动而具有的能量叫动能，其表达式为Ek＝mv2。2．合外力对物体所做的功等于物体动能的变化，这一关系称为动能定理，表达式为W合＝ΔEk。3．合外力对物体做正功，物体的动能增加，合外力对物体做负功，物体的动能减少。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．定义物体由于运动而具有的能量。2．大小物体的动能等于物体质量与物体速度大小的二次方的乘积的一半。3．表达式Ek＝mv2。4．单位与功的单位相同，国际单位为焦耳。

2、1J＝1_N·m＝1_kg·m2/s2。5．标矢性：动能是标量。二、动能定理1．推导如图441所示，质量为m的物体在沿运动方向的合外力作用下发生x位移，速度由v1增大到v2，则W＝Fx＝max＝m＝mv22－mv12。即W＝ΔEk。图4412．内容：合外力所做的功等于物体动能的变化。3．表达式：W＝ΔEk＝Ek2－Ek1＝mv22－mv12。(1)式中W为合外力所做的功，它等于各力做功的代数和。(2)如果合外力做正功，物体的动能增加，合外力做负功，物体的动能减少。(3)适用范围：不仅适用于恒力做功

3、和直线运动，也适用于变力做功和曲线运动情况。1．自主思考——判一判(1)两个物体中，速度大的动能也大。(×)(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。(√)(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)同步卫星绕地球做匀速圆周运动，在卫星的运动过程中，其速度是否变化？其动能是否变化？图442提示：速度变化，动能不变。卫星做匀速圆周运动时，其速度方向不断变化，由于速度是矢

4、量，所以速度是变化的；卫星运动时其速度大小不变，所以动能大小不变，由于动能是标量，所以动能是不变的。(2)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？提示：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。对动能、动能定理的理解1．动能的特性(1)瞬时性：动能是状态量，与物体某一时刻的速度相对应。速度变化时，动能不一定变化，但动能变化时，速度一定变化。(2)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

5、为参考系。(3)标量性：只有大小，没有方向；只有正值，没有负值。2．对动能定理的理解(1)动能定理描述了做功和动能变化的对应关系。①等值关系：物体动能的变化量总等于外力对它做的总功。②因果关系：外力对物体做功是引起物体动能变化的原因，外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，转化了多少由外力做的功来度量。(2)求总功的两种思路1．(多选)关于动能的理解，下列说法正确的是(　　)A．一般情况下，Ek＝mv2中的v是相对于地面的速度B．动能的大小由物体的质量和速率决定，与物体的运动方向无

6、关C．物体以相同的速率向东和向西运动，动能的大小相等、方向相反D．当物体以不变的速率做曲线运动时其动能不断变化解析：选AB　动能是标量，由物体的质量和速率决定，与物体的运动方向无关。动能具有相对性，无特别说明，一般指相对于地面的动能。A、B正确，C、D错误。2．下列关于运动物体所受的合力、合力做功和动能变化的关系，正确的是(　　)A．如果物体所受的合力为零，那么合力对物体做的功一定为零B．如果合力对物体做的功为零，则合力一定为零C．物体在合力作用下做匀变速直线运动，则动能在一段过程中变化量一定不为

7、零D．如果物体的动能不发生变化，则物体所受合力一定是零解析：选A　功是力与物体在力的方向上发生的位移的乘积，如果物体所受的合力为零，那么合力对物体做的功一定为零，A正确；如果合力对物体做的功为零，可能是合力不为零，而是物体在力的方向上的位移为零，B错误；竖直上抛运动是一种匀变速直线运动，在上升和下降阶段经过同一位置时动能相等，动能在这段过程中变化量为零，C错误；动能不变化，只能说明速度大小不变，但速度方向有可能变化，因此合力不一定为零，D错误。3.如图443所示，物体沿曲面从A点无初速度滑下，滑至

8、曲面的最低点B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的功为(　　)图443A．50J　　　　　　　　　B．18JC．32JD．0J解析：选C　由动能定理得mgh－Wf＝mv2，故Wf＝mgh－mv2＝1×10×5J－×1×62J＝32J，C正确。动能定理的应用1．应用动能定理的解题步骤(1)确定研究对象，通常是单个物体。(2)明确运动过程，可以是运动的某段过程，也可以是运动的整个过程。(3)分析受力情况及各力做功情况。(4)找准对应