第八章 3　動(dòng)能和動(dòng)能定理-物理人教版必修第二冊(cè)

3動(dòng)能和動(dòng)能定理[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.掌握動(dòng)能的表達(dá)式和單位，知道動(dòng)能是標(biāo)量.2.能運(yùn)用牛頓第二定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式推導(dǎo)出動(dòng)能定理，理解動(dòng)能定理的物理意義.3.能運(yùn)用動(dòng)能定理解決簡(jiǎn)單的問題．一、動(dòng)能的表達(dá)式1．表達(dá)式：Ek＝____________.2．單位：與____的單位相同，國(guó)際單位為________，符號(hào)為____．3．標(biāo)矢性：動(dòng)能是____量，只有____，沒有方向．二、動(dòng)能定理1．內(nèi)容：力在一個(gè)過程中對(duì)物體做的功，等于物體在這個(gè)過程中____________．2．表達(dá)式：W＝eq\f(1,2)mv22－eq\f(1,2)mv12.如果物體受到幾個(gè)力的共同作用，W即為________________，它等于_______________．3．動(dòng)能定理既適用于恒力做功的情況，也適用于________做功的情況；既適用于直線運(yùn)動(dòng)，也適用于________運(yùn)動(dòng)．1．判斷下列說法的正誤．(1)某物體的速度加倍，它的動(dòng)能也加倍．()(2)兩質(zhì)量相同的物體，動(dòng)能相同，速度一定相同．()(3)合外力做功不等于零，物體的動(dòng)能一定變化．()(4)物體的速度發(fā)生變化，合外力做功一定不等于零．()(5)物體的動(dòng)能增加，合外力做正功．()2．在高h(yuǎn)＝6m的某一高度處，有一質(zhì)量m＝1kg的物體自由落下，物體落地時(shí)的速度大小為10m/s，則物體在下落過程中克服阻力做的功為________J．(g取10m/s2)一、動(dòng)能和動(dòng)能定理導(dǎo)學(xué)探究如圖所示，光滑水平面上的物體在水平恒力F的作用下向前運(yùn)動(dòng)了一段距離l，速度由v1增加到v2.試推導(dǎo)出力F對(duì)物體做功的表達(dá)式．知識(shí)深化1．動(dòng)能概念的理解(1)動(dòng)能的表達(dá)式Ek＝eq\f(1,2)mv2.(2)動(dòng)能是標(biāo)量，沒有負(fù)值．(3)動(dòng)能是狀態(tài)量，與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相對(duì)應(yīng)．(4)動(dòng)能具有相對(duì)性，選取不同的參考系，物體的速度大小不同，動(dòng)能也不同，一般以地面為參考系．2．動(dòng)能定理(1)在一個(gè)過程中合外力對(duì)物體做的功或者外力對(duì)物體做的總功等于物體在這個(gè)過程中動(dòng)能的變化．(2)W與ΔEk的關(guān)系：合外力做功是物體動(dòng)能變化的原因．①合外力對(duì)物體做正功，即W>0，ΔEk>0，表明物體的動(dòng)能增大；②合外力對(duì)物體做負(fù)功，即W<0，ΔEk<0，表明物體的動(dòng)能減??；如果合外力對(duì)物體做功，物體動(dòng)能發(fā)生變化，速度一定發(fā)生變化；而速度變化動(dòng)能不一定變化，比如做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受合外力不做功．③如果合外力對(duì)物體不做功，則動(dòng)能不變．(3)物體動(dòng)能的改變可由合外力做功來度量．例1(多選)對(duì)動(dòng)能的理解，下列說法正確的是()A．凡是運(yùn)動(dòng)的物體都具有動(dòng)能B．動(dòng)能像重力勢(shì)能一樣有正負(fù)C．質(zhì)量一定的物體，動(dòng)能變化時(shí)，速度一定變化，但速度變化時(shí)，動(dòng)能不一定變化D．動(dòng)能不變的物體，一定處于平衡狀態(tài)例2下列關(guān)于運(yùn)動(dòng)物體的合外力做功與動(dòng)能、速度變化的關(guān)系，正確的是()A．物體做變速運(yùn)動(dòng)，合外力一定不為零，動(dòng)能一定變化B．若合外力對(duì)物體做功為零，則合外力一定為零C．物體所受的合外力做功，它的速度大小一定發(fā)生變化D．物體的動(dòng)能不變，所受的合外力必定為零二、動(dòng)能定理的簡(jiǎn)單應(yīng)用導(dǎo)學(xué)探究如圖所示，質(zhì)量為m的物塊從固定斜面頂端由靜止滑下，已知斜面傾角為θ，物塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，斜面高為h，重力加速度為g.(1)物塊在下滑過程中受哪些力的作用？各個(gè)力做的功分別為多少？(2)物塊的動(dòng)能怎樣變化？物塊到達(dá)斜面底端時(shí)的速度為多大？知識(shí)深化應(yīng)用動(dòng)能定理解題的一般步驟：(1)選取研究對(duì)象(通常是單個(gè)物體)，明確它的運(yùn)動(dòng)過程．(2)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，明確各力做功的情況，求出外力做功的代數(shù)和．(3)明確物體在初、末狀態(tài)的動(dòng)能Ek1、Ek2.(4)列出動(dòng)能定理的方程W＝Ek2－Ek1，結(jié)合其他必要的輔助方程求解并驗(yàn)算．例3質(zhì)量m＝6×103kg的飛機(jī)，從靜止開始沿平直的跑道勻加速滑行，當(dāng)滑行距離l＝7.2×102m時(shí)，達(dá)到起飛速度v＝60m/s.求：(1)起飛時(shí)飛機(jī)的動(dòng)能是多少？(2)若不計(jì)滑行過程中所受的阻力，則飛機(jī)受到的牽引力為多大？(3)若滑行過程中受到的平均阻力大小為3.0×103N，牽引力與第(2)問中求得的值相等，則要達(dá)到上述起飛速度，飛機(jī)的滑行距離應(yīng)為多大？針對(duì)訓(xùn)練1(2022·榆林市第十中學(xué)高一期中)如圖，斜面末端B點(diǎn)與水平面平滑相接，現(xiàn)將一質(zhì)量m＝2kg、可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊在距水平地面高h(yuǎn)＝0.5m處的A點(diǎn)以一定初速度釋放(速度方向沿斜面向下)，物塊運(yùn)動(dòng)到水平面上距B點(diǎn)s＝1.6m處的C點(diǎn)停下，已知斜面光滑，物塊與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，其他阻力忽略不計(jì)：(g＝10m/s2)(1)求物塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小；(2)求物塊在A點(diǎn)的動(dòng)能；(3)若賦予物塊向左的水平初速度，使其從C點(diǎn)恰好到達(dá)A點(diǎn)，求水平初速度大小(結(jié)果可帶根號(hào))．針對(duì)訓(xùn)練2(多選)如圖所示，質(zhì)量為m的物塊在水平恒力F的推動(dòng)下，從粗糙山坡底部的A處由靜止運(yùn)動(dòng)至高為h的坡頂B處，并獲得速度v，A、B之間的水平距離為x，重力