【教育資料】山西省應(yīng)縣一中人教版高一物理必修二學(xué)案：第七章第七節(jié)-動能和動能定理(1)學(xué)習(xí)專用

教育資源教育資源教育資源教育資源教育資源教育資源班級姓名班級姓名日期 第七節(jié)動能和動能定理（1）編制審核編號058[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.知道動能的概念及定義式，會比較、計算物體的動能．2.理解動能定理的推導(dǎo)過程、含義及適用范圍．(重點)3.掌握利用動能定理求變力的功的方法．(重點、難點)基礎(chǔ)知識動能和動能定理eq\a\vs4\al([先填空])1．動能的表達(dá)式(1)定義：物體由于運動而具有的能．(2)表達(dá)式：Ek＝eq\f(1,2)mv2，式中v是瞬時速度．(3)單位：動能的單位與功的單位相同，國際單位都是焦耳，符號為J.1J＝1kg·m2/s2＝1N·m.(4)對動能概念的理解①動能是標(biāo)量，只有大小，沒有方向，且動能只有正值．②動能是狀態(tài)量，在某一時刻，物體具有一定的速度，也就具有一定的動能．(5)動能的變化量即末狀態(tài)的動能與初狀態(tài)的動能之差．ΔEk＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1).ΔEk＞0，表示物體的動能增加．ΔEk＜0表示物體的動能減少．2．動能定理的推導(dǎo)外力做的總功：W＝Fl由牛頓第二定律：F＝ma由運動學(xué)公式：l＝eq\f(v\o\al(2,2)－v\o\al(2,1),2a).(3)結(jié)論：W＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)即W＝Ek2－Ek1＝ΔEk.3．動能定理的內(nèi)容力在一個過程中對物體所做的功，等于物體在這個過程中動能的變化．4．動能定理的表達(dá)式(1)W＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1).(2)W＝Ek2－Ek1.說明：式中W為合外力做的功，它等于各力做功的代數(shù)和．5．動能定理的適用范圍不僅適用于恒力做功和直線運動，也適用于變力做功和曲線運動情況．eq\a\vs4\al([后判斷])1．兩個物體中，速度大的動能也大．(×)2．做勻速圓周運動的物體的動能保持不變．(√)

能力提升學(xué)生分組探究一對動能、動能定理的理解第1步探究——分層設(shè)問，破解疑難1．動能很大的物體，它的速度一定也很大嗎？【提示】物體的動能大小由速度和質(zhì)量共同決定，動能很大的物體，它的速度不一定很大．2．某物體的速度加倍，它的動能也加倍嗎？【提示】由Ek＝eq\f(1,2)mv2知．某物體的速度加倍，它的動能變?yōu)樵瓉淼?倍．第2步結(jié)論——自我總結(jié)，素能培養(yǎng)1．動能的特征(1)是狀態(tài)量：與物體的運動狀態(tài)(或某一時刻的速度)相對應(yīng)．(2)具有相對性：選取不同的參考系，物體的速度不同，動能也不同，一般以地面為參考系．(3)是標(biāo)量：只有大小，沒有方向；只有正值，沒有負(fù)值．2．對動能定理的理解(1)內(nèi)容：外力對物體做的總功等于其動能的增加量，即W＝ΔEk.(2)表達(dá)式W＝ΔEk中的W為外力對物體做的總功．(3)ΔEk＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)為物體動能的變化量，也稱作物體動能的增量，表示物體動能變化的大小．(4)動能定理描述了做功和動能變化的兩種關(guān)系．①等值關(guān)系：某物體的動能變化量總等于合力對它做的功．②因果關(guān)系：合力對物體做功是引起物體動能變化的原因，合力做功的過程實質(zhì)上是其他形式的能與動能相互轉(zhuǎn)化的過程，轉(zhuǎn)化了多少由合力做了多少功來度量．第3步例證——典例印證，思維深化關(guān)于運動物體所受的合力、合力做的功及動能變化的關(guān)系，下列說法正確的是()A．合力為零，則合力做功一定為零B．合力做功為零，則合力一定為零C．合力做功越多，則動能一定越大D．動能不變化，則物體所受合力一定為零【答案】A第4步巧練——精選習(xí)題，落實強化1．(多選)一物體做變速運動時，下列說法正確的有()A．合力一定對物體做功，使物體動能改變B．物體所受合力一定不為零C．合力一定對物體做功，但物體動能可能不變D．物體加速度一定不為零【答案】BD2．質(zhì)量為2kg的物體A以5m/s的速度向北運動，另一個質(zhì)量為0.5kg的物體B以10m/s的速度向西運動，則下列說法正確的是()A．EkA＝EkBB．EkA>EkBC．EkA<EkBD．因運動方向不同，無法比較動能【答案】A學(xué)生分組探究二動能定理的應(yīng)用及優(yōu)越性第1步探究——分層設(shè)問，破解疑難1．如何利用動能定理理解：做勻速圓周運動的物體的向心力不做功？【提示】做勻速圓周運動的物體的向心力就是其合外力，而勻速圓周運動的動能不變，根據(jù)動能定理，做勻速圓周運動的物體的向心力不做功．2．將某物體斜向上拋出，若忽略空氣阻力，它的速度大小怎么變化？【提示】物體只受重力作用，上升和下降過程中合力分別做負(fù)功和正功，故物體的速度先減小后增大．第2步結(jié)論——自我總結(jié)，素能培養(yǎng)1．應(yīng)用動能定理解題的基本步驟2．優(yōu)越性(1)對于變力作用或曲線運動，動能定理提供了一種計算變力做功的簡便方法．功的計算公式W＝Flcosα只能求恒力做的功，不能求變力的功，而由于動能定理提供了一個物體的動能變化ΔEk與合力對物體所做功具有等量代換關(guān)系，因此已知(或求出)物體的動能變化ΔEk＝Ek2－Ek1，就可以間接求得變力做功．(2)與用牛頓定律解題的比較牛頓定律動能定理相同點確定研究對象，對物體進行受力分析和運動過程分析適用條件只能研究在恒力作用下物體做直線運動對于物體在恒力或變力作用下，物體做直線或曲線運動均適用應(yīng)用方法要考慮運動過程的每一個細(xì)節(jié)，結(jié)合運動學(xué)公式解題只考慮各力的做功情況及初、末狀態(tài)的動能運算方法矢量運算代數(shù)運算兩種思路對比可以看出應(yīng)用動能定理解題不涉及加速度、時間，不涉及矢量運算，運算簡單不易出錯．第3步例證——典例印證，思維深化一架噴氣式飛機質(zhì)量m＝5×103kg，起飛過程中從靜止開始滑行的路程s＝5.3×102m時(做勻加速直線運動)，達(dá)到起飛速度v＝60m/s.在此過程中飛機受到的平均阻力是飛機重力的k【思路點撥】飛機在恒力作用下做勻加速直線運動，可選擇運用牛頓運動定律和勻變速運動規(guī)律綜合求解，也可選擇運用動能定理求解．【解析】解法一：以飛機為研究對象，它受重力、支持力、牽引力和阻力作用．由牛頓第二定律得F－kmg＝ma.①又由運動學(xué)公式得v2－02＝2as.②解①②式得F＝meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(kg＋\f(v2,2s)))＝5×103×(0.02×10＋eq\f(602,2×5.3×102))N＝1.8×104N.解法二：以飛機為研究對象，它受到重力、支持力、牽引力和阻力作用，這四個力做的功分別為WG＝0，W支＝0，W牽＝Fs，W阻＝－kmgs.由動能定理得Fs－kmgs＝eq\f(1,2)mv2－0，解得F＝kmg＋eq\f(mv2,2s)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0.02×5×103×10＋\f(5×103×602,2×5.3×102)))N＝1.8×104N.【答案】1.8×104N4．如圖7-7-2，物體從斜坡上A處由靜止開始下滑，滑到B處后又沿水平直路前進到C處停下．如果物體從A處以一定的初速度v0滑下，求物體停下處D距C多遠(yuǎn)？設(shè)物體與地面的動摩擦因數(shù)為μ.圖