2015-2016学年高中物理 第2章 能的转化与守恒 第1讲 动能的改变学案 鲁科版必修2

第1讲动能的改变目标定位1.理解动能的概念，知道动能的定义式.2.理解动能定理的内容及其表达式，能应用动能定理进行有关计算一、动能1概念：物体由于_而具有的能 2表达式：Ek_(1)表达式中的速度是_速度(2)动能是_(填“矢”或“标”)量，是_(填“状态”或“过程”)量3单位：动能的国际单位是_，简称焦，用符号J表示二、动能定理1推导：设物体的质量为m，初速度为v1，在与运动方向相同的合外力F的作用下发生一段位移s，速度增加到v2(如图1所示)，此过程中力F做的功为W.则WF·s.图1得Fs_.2内容及表达式：(1)内容：合外力对物体所做的功等于_(2)表达式：W合_.一、对动能的理解1动能是状态量动能与物体的运动状态(或某一时刻的速度)相对应2动能具有相对性：选取不同的参考系，物体的速度不同，动能也不同，但一般以地面为参考系3动能是标量：只有大小，没有方向只有正值，没有负值例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一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化C一定质量的物体，速度变化时，动能一定变化D动能不变的物体，一定处于平衡状态二、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，转化了多少由合外力做了多少功来度量2合力对物体做正功，即W0，Ek0，表明物体的动能增大；合力对物体做负功，即W0，Ek0，表明物体的动能减小3动能定理的适用范围：动能定理是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下得出的，对于外力是变力、物体做曲线运动、物体经历多过程的情况同样适用特别提醒(1)动能定理应用中的研究对象一般为单个物体(2)应用动能定理时，物体的位移、速度必须相对于惯性参考系，一般相对于地面例2如图2所示，一质量为m2 kg的物体，以vA2 m/s的速度在水平面上通过A点，此后若在物体上施加一恒力F6 N，方向与物体运动方向相同使物体由A点运动到距A点8 m的B点已知物 图2体与水平面之间的动摩擦因数0.1，求：物体运动到B点时的速度大小三、动能定理的应用1应用动能定理的优越性(1)曲线运动，变力做功问题：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特别是曲线运动、变力做功问题便显示出动能定理的优越性(2)多过程问题：应用牛顿运动定律和运动学公式时，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，所以在处理多过程问题动能定理显示出其优越性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)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特别提醒动能定理的计算式为标量式，v为相对地面的速度，位移也是相对地的位移例3如图3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图3例4如图4所示，质量m1 kg的木块静止在高h1.2 m的平台上，木块与平台间的动摩擦因数0.2，用水平推力F20 N，使木块产生位移s13 m时撤去，木块又滑行s21 m后飞出平台，求木块落地时速度的大小(g取10 m/s2)图4对动能和动能定理的理解1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5所示，甲在光滑面上，乙在粗糙面上，则下列关于力F对甲、乙做的功和甲、乙两物体获得的动能的说法中正确的是()图5A力F对甲做功多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动能定理的应用2一人用力踢质量为1 kg的皮球，使球在光滑水平面上由静止以10 m/s的速度飞出，假定人踢球瞬间对球平均作用力是200 N，球在水平方向运动了20 m停止，那么人对球所做的功为()A50 J B500 JC4 000 J D无法确定3.如图6所示，假设在某次比赛中他从10 m高处的跳台跳下，设水的平均阻力约为其体重的3倍，在粗略估算中，把运动员当做质点处理，为了保证运动员的人身安全，池水深度至少为(不计空气阻力)()图6A5 m B3 m C7 m D1 m4子弹以某速度击中静止在光滑水平面上的木块，当子弹进入木块的深度为s时，木块相对水平面移动的距离为，求木块获得的动能Ek1和子弹损失的动能Ek2之比答案精析第2章能的转化与守恒第1讲动能的改变预习导学一、1.运动2.mv2(1)瞬时(2)标状态3焦耳二、1.mvmv2(1)物体动能的改变量(2)Ek2Ek1课堂讲义例1AB动能是由于物体运动而具有的能，所以运动的物体都具有动能，A项正确；由于速度是矢量，当方向变化时，若速度大小不变，则动能不变，故C项错误；但动能变化时，速度的大小一定变化，故B正确；动能不变的物体，速度的方向有可能变化，如匀速圆周运动，故D错误例26 m/s解析物体由A点运动到B点的过程中，拉力做的功WFFs，阻力做的功Wfmgs，由动能定理WFWfmvmv，代入数据得：vB6 m/s.例332 J解析物体在曲面上的受力情况为：重力、弹力、摩擦力，其中弹力不做功设摩擦力做功为Wf，由AB用动能定理：mghWfmv20，代入数据解得Wf32 J故物体在下滑过程中克服阻力所做的功为32 J.例48 m/s解析物体运动分为三个阶段，先是在s1段匀加速直线运动，然后是在s2段匀减速直线运动，最后是平抛运动考虑应用动能定理，设木块落地时的速度为v，整个过程中各力做功情况分别为：推力做功WFF·s1，摩擦力做功Wfmg(s1s2)，重力做功WGmgh.设木块落地速度为v全过程应用动能定理得WFWfWGmv2，解得v8 m/s对点练习1BC2.A3.A4.解析对子弹，f Ek末Ek初Ek2；对木块，f·Ek1.所以.