高中物理必修一 第7节 动能和动能定理 7-7
第7节动能和动能定理,学习目标定位 1知道动能的定义、表达式和单位，会计算运动物体的动能 2能用牛顿第二定律与运动学公式推导动能定理，理解动能定理 3领会运用动能定理解题的优越性，能用动能定理解答相关问题,课前预习 自主学习,基础知识梳理,焦耳,动能,总和,知识精讲 易错辨析,教材要点解读,1动能的理解 (1)动能是状态量，动能公式中的速度v指瞬时速度 (2)动能是标量，且动能恒为正值 (3)动能具有相对性同一物体相对不同的参考系，速度会有不同值，因而动能也有不同值计算动能时一般选地面为参考系,要点一动能的理解,有的同学误认为一物体的速度产生变化，动能一定变化 辨析：物体的速度变化时，若其速度大小变化，其动能一定变化，若其速度的大小不变，方向改变，其动能不变，例如物体做匀速圆周运动时，速度改变了，但动能没有改变关键是动能是标量，而速度是矢量,多选)关于对动能的理解，下列说法正确的是() A动能是普遍存在的机械能的一种基本形式，凡是运动的物体都具有动能 B动能总是正值，但对于不同的参考系，同一物体的动能大小是不同的 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,例 1,分析】解答本题时应特别注意以下两点： (1)动能与速度的关系； (2)动能是标量 【解析】可通过以下表格对各选项逐一分析,答案】ABC,方法总结】 动能是标量，前面已学的很多运动学量都是矢量，分析标量时只需关注其数值大小；分析矢量时必须考虑大小、方向两个因素,如图所示，通风机通过墙上的小洞，将一质量为m的小物体水平吹出去，初速度为v，但由于墙外的风力和重力的作用，经过时间t，物体下落了一段距离后，其速度大小仍为v，但方向却与初速度的方向相反，如果以初速度的方向为正方向，那么，下列说法中正确的是(,变式训练 1-1,答案：D,1推导 动能定理实际上是在牛顿第二定律的基础上对空间累积而得在牛顿第二定律Fma两端同乘以合外力方向上的位移s，即可得,要点二动能定理的理解,2对动能定理的理解 (1)如果物体受到几个力的共同作用，则式中的W合表示各个力做功的代数和，即合外力所做的功 W合W1W2W3 (2)应用动能定理解题的特点：跟过程的细节无关，即不追究全过程中的运动性质和状态变化细节 (3)动能定理的研究对象是质点,4)动能定理对变力做功情况也适用动能定理尽管是在恒力作用下利用牛顿第二定律和运动学公式推导的，但对变力做功情况亦适用动能定理可用于求变力的功、曲线运动中的功以及复杂过程中的功能转换问题,5)对合外力的功(总功)的理解 可以是几个力在同一段位移中的功，也可以是一个力在几段位移中的功，还可以是几个力在几段位移中的功 求总功有两种方法： 一种是先求出合外力，然后求总功，表达式为 WF合lcos，为合外力与位移的夹角 另一种是总功等于各力在各段位移中做功的代数和，即WW1W2W3,有的同学误认为当物体做曲线运动时，可以分方向应用动能定理 辨析：动能定理中涉及的功和动能均为标量，动能定理为一标量表达式，不能在某一方向上应用动能定理列方程,例 2,答案】B,方法总结】 应用动能定理解题时，先选好研究对象，明确研究的过程，再分别求功和动能变化，列方程求解,变式训练 2-1,2018上海金山区一模)质量m2 kg的物块放在粗糙水平面上，在水平拉力的作用下由静止开始运动，物块动能Ek与其发生位移x之间的关系如图所示已知物块与水平面间的动摩擦因数0.2，重力加速度g取10 m/s2，则下列说法中正确的是(,Ax1 m时物块的速度大小为2 m/s Bx3 m时物块的加速度大小为2.5 m/s2 C在前2 m位移的运动过程中物块所经历的时间为2 s D在前4 m位移的运动过程中拉力对物块做的功为9 J,https:/ 购买黄金在线 如何购买黄金 如何购买金条 出售金条 网上哪里可以买到金条 美国在线购买黄金 出售金条 买金条最好的地方 廉价的金条 网上购买纯金 网上购买金条 网上哪里可以买到黄金 每克黄金价格,答案：C,1牛顿第二定律和动能定理的选用比较,要点三动能定理的应用及优越性,3应用动能定理的优越性 (1)物体由初始状态到末状态的过程中，物体的运动性质、运动轨迹、做功的力是变力还是恒力等诸多因素都可以不予考虑，使分析简化 (2)应用牛顿运动定律和运动学规律时，涉及的有关物理量比较多，对运动过程中的细节也要仔细研究，而应用动能定理只考虑合外力做功和初、末两个状态的动能，并且可以把不同的运动过程合并为一个全过程来处理 (3)一般情况下，由牛顿运动定律和运动学规律能够求解的问题，用动能定理也可以求解，并且更为简捷,4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(研究对象以外的物体施于研究对象的力都要分析，含重力) (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(注意动能增量是末动能减初动能) (5)按照动能定理列式求解,1)功的计算公式WFlcos只能求恒力做的功，不能求变力的功，而由动能定理知，只要求出物体的动能变化EkEk2Ek1，就可以间接求得变力做的功 (2)列方程时等号的左边是合外力做的功，右边是动能的增量,如图所示，物体沿一曲面从A点无初速下滑，当滑至曲面的最低点B时，下滑的竖直高度h5 m，此时物体的速度v6 m/s.若物体的质量m1 kg，g10 m/s2，求物体在下滑过程中克服阻力所做的功,例 3,答案】32 J,如图AB水平，在恒力F作用下质量m1 kg的小滑块由静止开始运动，当到达B点时立即停止用力，滑块与水平面间的动摩擦因数为0.5，AB长为L5.0 m，BCD为一半径为R1.0 m的光滑半圆轨道，BOD在同一竖直线上(g取10 m/s2)，求： (1)欲使小滑块刚能通过D点，力F的大小； (2)若力F15 N，求小滑块通过D点时对轨道的压力； (3)若使小滑块正好又落回点A，小滑块通过半圆轨道D点时对轨道的压力大小,变式训练 3-1,答案：(1)10 N(2)50 N(3)52.5 N,知识反馈 自查自评,课堂巩固训练,1.若物体在运动过程中受到的合外力不为0，则() A物体的动能不可能总是不变的 B物体的加速度一定变化 C物体的速度方向一定变化 D物体所受合外力做的功可能为0 解析：当合外力不为0时，若物体做匀速圆周运动，则动能不变，选项A错误；当F恒定时，加速度就不变，选项B错误，选项C错误 答案：D,2匈牙利大力士希恩考若尔特曾用牙齿拉动50 t的A320客机他把一条绳索的一端系在飞机下方的前轮处，另一端用牙齿紧紧咬住，在52 s的时间内将客机拉动了约40 m假设大力士牙齿的拉力约为5103 N，绳子与水平方向夹角约为30，则飞机在被拉动的过程中() A重力做功约2.0107 J B拉力做功约1.7105 J C克服阻力做功约为1.5105 J D合外力做功约为2.0105 J,答案：B,3(2018江阴市期中)卡车在平直公路上从静止开始加速行驶，经时间t前进距离l，速度达到最大值vm，设此过程中发动机功率恒为P，卡车所受阻力为f，则这段时间内，发动机所做的功为() APtflBfl CPt DPtfl 解析：发动机功率恒定，做功时间为t，做功WPt，C选项正确 答案：C,4(多选)甲、乙两个质量相同的物体，用大小相等的力F分别拉它们在水平面上从静止开始运动相同的距离s，如图所示，甲在光滑面上，乙在粗糙面上，则下列关于力F对甲、乙两物体做的功和甲、乙两物体获得的动能的说法中正确的是() A力F对甲物体做功多 B力F对甲、乙两个物体做的功一样多 C甲物体获得的动能比乙大 D甲、乙两个物体获得的动能相同,解析：由功的公式WFlcosFs可知，两种情况下力F对甲、乙两个物体做的功一样多，A错误，B正确；根据动能定理，对甲有FsEk1，对乙有，FsfsEk2，可知Ek1Ek2，即甲物体获得的动能比乙大，C正确，D错误 答案：BC,5(多选)如图所示，一个物块在与水平方向成角的恒力F作用下，在水平面上沿直线向右运动一段距离s，物块受到水平面的滑动摩擦力大小恒为f.在此过程中() A拉力F对物块所做的功为Fs B拉力F对物块所做的功为Fscos C物块动能的变化等于Fscos D物体动能的变化等于Fscosfs,解析：根据做功公式得WFFscos，A选项错误，B选项正确；摩擦力做功Wffs，根据动能定理可知，合外力做的功等于动能的变化量，WFWfEk，物体动能的变化量为EkWFWfFscosfs，C选项错误，D选项正确 答案：BD,6在距地面高12 m处，以12 m/s的水平速度抛出质量为0.5 kg的小球，其落地时速度大小为18 m/s，求小球在运动过程中克服阻力做功多少？(g取10 m/s2,答案：15 J,word部分,请做,课后强化演练 模拟考场 巩固提升,点此进入该word板块
