高中物理第四章機(jī)械能和能源動能和動能定理知識梳理學(xué)案教科版必修2中學(xué)教育高中教育

法中正確的是（）A．動能是能的一種表現(xiàn)形式，凡是運(yùn)動的物體都夠求解的問題，應(yīng)用牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)知識卻無法求解。可以說功轉(zhuǎn)變成動能”，而是“功引起物體動能的變化”．(4)動能定理這一過程中物體運(yùn)動性質(zhì)、運(yùn)動軌跡、做功的力是恒力還是變力等諸法中正確的是（）A．動能是能的一種表現(xiàn)形式，凡是運(yùn)動的物體都夠求解的問題，應(yīng)用牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)知識卻無法求解?？梢哉f功轉(zhuǎn)變成動能”，而是“功引起物體動能的變化”．(4)動能定理這一過程中物體運(yùn)動性質(zhì)、運(yùn)動軌跡、做功的力是恒力還是變力等諸k22【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．通過設(shè)計實驗探究功與物體速度的變化關(guān)系.【要點梳理】要點一、探究功與速度變化的關(guān)系讓小車在橡皮繩的彈力下彈出，沿木板滑行。由于橡皮繩對小車做功，小車可以獲得速度，小車的速度可以通過打點計時器測出。這樣進(jìn)行若干次測量就可以得到多組數(shù)據(jù)，通過畫圖的方法得出功與速度的（2）要將木板傾斜一定角度，使小車在木板上沿斜面向下的重力的分力與其受的摩擦力相等，目的是讓小車在木板上可以做勻速直線運(yùn)動。以單根橡皮繩做的功為橫坐標(biāo)，以速度的平方為縱坐標(biāo)描點連線，畫出圖象。畫出Wv2圖象，圖象為直線，即Wv2。要點二、動能、動能的改變1③動能具有相對性，對不同的參考系，物體速度有不同的瞬時值，也就具有不同的動能，一般都以地動能只有正值，沒有負(fù)值，但動能的變化卻有正有負(fù)．“變化”是指末狀態(tài)的物理量減去初狀態(tài)的要點三、動能定理表達(dá)式：WEkE，W是外力所做的總功，E、E分別為初、末狀態(tài)的動能．若初、末速2gh物體從B到A應(yīng)用動能定理：mghWWf12（1）mv2（于恒力做功，也適用于變力做功．力可以是各種性質(zhì)的力，既可以是速直線運(yùn)動．【答案】B類型二、對動能、動能變化的理解例一輛汽外力對物體所做的總功等于物體功能的變化．(2)gh物體從B到A應(yīng)用動能定理：mghWWf12（1）mv2（于恒力做功，也適用于變力做功．力可以是各種性質(zhì)的力，既可以是速直線運(yùn)動．【答案】B類型二、對動能、動能變化的理解例一輛汽外力對物體所做的總功等于物體功能的變化．(2)表達(dá)式：WEkK1K2合K12kv2kmv2，Emv2．動能定理揭示了外力對物體所做的總功與物體動能變化之間的關(guān)系，即外力對物體做的總功，對應(yīng)著物體動能的變化．變化的大小由做功的多少來量度．動能定理的實質(zhì)說明了功和能之間的密切關(guān)系，即做功的過程是能量轉(zhuǎn)化的過程．等號的意義是一種因果關(guān)系的數(shù)值上相等的符號，并不意味著“功就是動能增量”，也不是“功轉(zhuǎn)變成動能”，而是“功引起物體動能的變化”．動能定理雖然可根據(jù)牛頓定律和運(yùn)動學(xué)方程推出，但定理本身的意義與應(yīng)用卻具有廣泛性和普遍性．①動能定理既適用于恒力作用過程，也適用于變力作用過程．②動能定理既適用于物體做直線運(yùn)動情況，也適用于物體做曲線運(yùn)動情況．③動能定理的研究對象既可以是單個物體，也可以是幾個物體所組成的一個系統(tǒng)．④動能定理的研究過程既可以是針對運(yùn)動過程中的某個具體過程，也可以是針對運(yùn)動的全過程．⑤動能定理的計算式為標(biāo)量式，v為相對同一參考系的速度．⑥在WEkk1k2E為動能的增量，即為末狀態(tài)的動能與初狀態(tài)的動能之差，而與物體運(yùn)動過程無關(guān)．k1k要點四、應(yīng)用動能定理解題的基本思路和應(yīng)用技巧后寫出各力做功的表達(dá)式并求其代數(shù)和；（3）明確研究對象所歷經(jīng)運(yùn)動過程的初、末狀態(tài)，并寫出初、末狀態(tài)的動能E、E的表達(dá)式；EK2（1）由于動能定理反映的是物體在兩個狀態(tài)的動能變化與其合力所做功的量值關(guān)系，所以對由初始狀態(tài)到終止?fàn)顟B(tài)這一過程中物體運(yùn)動性質(zhì)、運(yùn)動軌跡、做功的力是恒力還是變力等諸多問題不必加以追究，就是說應(yīng)用動能定理不受這些問題的限制。（2）一般來說，用牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)知識求解的問題，用動能定理也可以求解，而往往用動能定理熟練地應(yīng)用動能定理求解問題，是一種高層次的思維和方法，應(yīng)該增強(qiáng)用動能定理解題的主動意識。要點五、動能定理與牛頓第二定律的聯(lián)系和區(qū)別在推導(dǎo)動能定理的過程中應(yīng)用了只能在慣性參考系中成立的牛頓第二定律，因而動能定理也只適用于慣性參考系．而對于不同的慣性參考系，雖然力對物體做的功、物體的動能、動能的變化都不相同，但動能定理作為一個力學(xué)規(guī)律在不同的參考系中仍然成立．動能定理適用于在慣性參考系中運(yùn)動的任何物體．要理解動能定理與牛頓第二定律的聯(lián)系與區(qū)別，應(yīng)該從兩者反映的物理規(guī)律的本質(zhì)上加以認(rèn)識．我們知道力的作用效果能夠使物體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變，即速度發(fā)生變化，而兩者都是來描述力的這種作用效程中某一瞬時力的作用結(jié)果．動能定理是從功的定義式出發(fā)，結(jié)合牛頓第二定律和動力學(xué)公式推導(dǎo)出來的，所以它不是獨立于牛頓.力？哪些力做了功？正功還是負(fù)功？然后寫出各力做功的表達(dá)式并求多問題不必加以追究，就是說應(yīng)用動能定理不受這些問題的限制。（功轉(zhuǎn)變成動能”，而是“功引起物體動能的變化”．(4)動能定理可用牛頓定律求解，也可用動能定理求解，顯然用動能定理求解要簡k2k1k2k1k2力？哪些力做了功？正功還是負(fù)功？然后寫出各力做功的表達(dá)式并求多問題不必加以追究，就是說應(yīng)用動能定理不受這些問題的限制。（功轉(zhuǎn)變成動能”，而是“功引起物體動能的變化”．(4)動能定理可用牛頓定律求解，也可用動能定理求解，顯然用動能定理求解要簡k2k1k2k1k2k1k2k1k1K2動能定理適用于直線運(yùn)動，也適用于曲線運(yùn)動；適用于恒力做功，也適用于變力做功．力可以是各種性質(zhì)的力，既可以是同時作用，也可以是分段作用，只要能夠求出作用過程中各力做功的多少和正負(fù)即【典型例題】類型一、對“探究功與速度變化的關(guān)系”實驗的考查④其實木板不傾斜，問題也不是很大，因為實驗總是存在誤差的．類型二、對動能、動能變化的理解例2、一輛汽車的速度從10km/h增加到20km/h，動能的增量為E；若速度從40km/h增加到50km/h，動能的增量為E，則EEEmv2mv2m((）22）m【總結(jié)升華】物體速度大小變化相等時，物體的動能變化大小是不相同的。舉一反三B．動能總為正值，但對于不同的參考系，同一物體的動能大小是不同的C．一定質(zhì)量的物體，動能變化時，速度一定變化；但速度變化時，動能不一定變化。D．動能不變的物體，一定處于平衡狀態(tài)?！敬鸢浮緼BCmv2P510324260103s48s．則汽車在全程運(yùn)動的與速度變化的關(guān)系”實驗中，小車運(yùn)動中會受到阻力作用，這樣，在衡狀態(tài)?！敬鸢浮緼BC【解析】動能是由于物體運(yùn)動而具有的能量錯，mv2P510324260103s48s．則汽車在全程運(yùn)動的與速度變化的關(guān)系”實驗中，小車運(yùn)動中會受到阻力作用，這樣，在衡狀態(tài)?！敬鸢浮緼BC【解析】動能是由于物體運(yùn)動而具有的能量錯，C正確。2【總結(jié)升華】典型的曲線運(yùn)動，是非勻速圓周最低點0h改變，C正確；做勻速圓周運(yùn)動的物體動能不變，但并不處于平衡狀態(tài)，平衡狀態(tài)指合外力為零，故D錯類型三、動能定理求勻變速直線運(yùn)動問題例3、如圖所示，物體從高為h的斜面上的A點由靜止滑下，恰好停在平面上的B點，若使其從B點開始運(yùn)動且能回到斜面上的A點，則物體在B點的初速度應(yīng)為多大？ＡhBS【思路點撥】因為在兩次運(yùn)動過程中摩擦阻力做功相同，兩過程可分別應(yīng)用動能定理求解。【解析】物體從A到B應(yīng)用動能定理：mgh物體從B到A應(yīng)用動能定理：mghWW（1）mv2（2）舉一反三【變式】如圖所示，質(zhì)量為m的物體從斜面上的A處由靜止滑下,在由斜面底端進(jìn)入水平面時速度大的動摩擦因數(shù)相同，則此動摩擦因數(shù)=。【答案】類型四、動能定理求曲線運(yùn)動問題重力加速度大小為g。質(zhì)點自P滑到Q的過程141B．mgR31C．mgR2D．mgR44質(zhì)點自軌道端點P重力加速度大小為g。質(zhì)點自P滑到Q的過程1A：1.應(yīng)用動能定理解題的基本思路（1）選取研究對象與運(yùn)動過程問題與動能定理的綜合?！咀兪健抠|(zhì)量為質(zhì)點自軌道端點P重力加速度大小為g。質(zhì)點自P滑到Q的過程1A：1.應(yīng)用動能定理解題的基本思路（1）選取研究對象與運(yùn)動過程問題與動能定理的綜合。【變式】質(zhì)量為m的小球被系在輕繩的一端一下即可，沒有什么嚴(yán)格的要求。②木板的傾斜角度在理論上應(yīng)滿足2RQQ（2）克服摩擦力做功Wmg(L③（3）由動能定理得mgLsinw12121FNmgmQ,v2gR。對質(zhì)點自P滑到Q點應(yīng)用動能定理得：mgRWfmv20W12【總結(jié)升華】典型的曲線運(yùn)動，是非勻速圓周最低點問題與動能定理的綜合?！咀兪健抠|(zhì)量為m的小球被系在輕繩的一端，在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動，運(yùn)動過程中小球受到空氣阻力的作用。設(shè)某一時刻小球通過軌道的最低點，此時繩子的張力為7mg，此后小球繼續(xù)做圓周運(yùn)動，經(jīng)過半個圓周恰好能通過最高點，則在此過程中小球克服空氣阻力所做的功為（）類型五、動能定理求多過程問題例5、如圖所示，用一塊長L1=1.0m的木板在墻和桌面間架設(shè)斜面，桌子高H=0.8m，長L2=1.5m。的能量損失（重力加速度取g=10m/s2；最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）②mgLcos122Hgt2④mv2⑥x1=0.4m⑨xm=x1+L2=1.9m⑩舉一反三.夠求解的問題，應(yīng)用牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)知識卻無法求解?？梢哉f樣便會給實驗帶來誤差，我們在實驗中想到的辦法是使木板略微傾斜斜面與桌面交接處的能量損失（重力加速度取g=10m/s2；最E，W是外力所做的總功，E、E分別為初、末狀態(tài)的動能．若初、maxmaxm夠求解的問題，應(yīng)用牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)知識卻無法求解?？梢哉f樣便會給實驗帶來誤差，我們在實驗中想到的辦法是使木板略微傾斜斜面與桌面交接處的能量損失（重力加速度取g=10m/s2；最E，W是外力所做的總功，E、E分別為初、末狀態(tài)的動能．若初、maxmaxmPmv2maxmax④垂直放置的彈性擋板,滑塊滑到底端與它碰撞時沒有機(jī)械能損失,如圖所示．若滑塊從斜面上高為h處以速類型六、應(yīng)用動能定理求解變力做功的問題例6、質(zhì)量為5t的汽車，在平直公路上以60kW恒定的功率從靜止開始啟動，速度達(dá)到24m/s的最大速度后，立即關(guān)閉發(fā)動機(jī)，汽車從啟動到最后停下通過的總位移為1200m．運(yùn)動過程中汽車所受的阻力【思路點撥】當(dāng)汽車以額定功率行駛時汽車牽引力為變力，即汽車牽引力做功為變力做功。P．由①②兩式聯(lián)立可得：汽車加速運(yùn)動的時間應(yīng)為：t1FsPsvmax③由③④兩式聯(lián)立可求得汽車勻減速所用的時間為：mv2P510324248s．【總結(jié)升華】在實際生活中往往會遇到變力做功的情況，在計算變力所做的功時應(yīng)注意利用適當(dāng)?shù)墓λ悖e一反三6以是針對運(yùn)動的全過程．⑤動能定理的計算式為標(biāo)量式，v為相對同動能變化與其合力