2022年动能和动能定理导学案新人教版必修.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载动能和动能定理【自主学习】1、上节课我们通过试验推测出功与速度变化的关系,那么,我们能否从理论上争论做功与物体速度变化的关系呢？由动力学学问可知,力产生_,从而使物体的_发生变化；因此可通过相应规律来争论做功与物体速度变化的关系；情形一：设物体的质量为 m,在光滑的水平桌面上,受到与运动方向相同的恒定外力 F的作用,发生 一段位移 l ,速度由 v1增加到 v2,如下列图；试用牛顿运动定律和运动学公式,推导出力 F对物体做 功的表达式；提示：（1）力 F 对物体做多少功？（2）从牛顿运动定律角度分析,力 F 多大？（3）从运动学角度分析,物体的初、末速度和位移之间的关系？2、 质量为 m的物体,以速度v 运动时的动能为_；问题： 三个质量为 1kg 的小球以 10m/s 的速度沿不同的方向抛出（竖直上抛、平抛、一般的斜抛）,这三个小球的动能是多少？三个小球的 动能是否相同？摸索：动能是矢量仍是标量？_国际单位制中,动能的单位是什么？_ _ 情形二： 我们将刚才推导动能表达式的物体情形改动一下：假设物体原先就具有速度 v 1,且水平面存 在摩擦力 f ,在力 F 作用下,经过一段位移 l ,速度达到 v 2,如图,就此过程中,合力做功与动能间 存在什么关系？（用 m 、 v1、 v2表示）；l 结论：二、动能定理 1、内容：2、表达式：3、懂得：动能定理说明白合力做功与物体动能的转变的对应关系；合力做功的过程就是物体动能变 化的过程,合力做多少功,物体的动能就变化多少；争论：（1）当合力对物体做正功时,物体的动能如何变化？（2）当合力对物体做负功时,物体的动能如何变化？问题： 足球运动 员用 100N的力踢出足球,足球的质量为 1kg,足球被踢出时的速度为 10m/s,足球被 踢出后在地面上运动了 10m停下, 在这个过程中, 足球运动员对足球做功了吗？足球运动员对足球所 做的功是否可以用踢球的 100N的力与足球在地面上运动的 10m位移的乘积来求？为什么？如不能,应当怎样求这个功？4、动能定 理的适用范畴：【合作探究】名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 例 1、一架喷气式飞机,质量m=5.0× 10学习必备欢迎下载l =5.8 × 102m时,3kg,起飞过程由静止开头滑跑；当位移达到速 度达到起飞速度v=60m/s；在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02 倍；求飞机受到的牵引力；解法一：解法二：例 2、一辆质量为 m、速度为 v0 的汽车关闭发动机后在水平地面上滑行了距离 l 后停了下来；试求汽车受到的阻力； 两种解法 归纳总结： 5、用动能定懂得题的方法和步骤：6、应用动能定懂得题的优越性：（1）动能定理不涉及运动过程中的 _和_,用它来处理问题要比牛顿定律便利 . （2）动能定理也适用于曲线运动和变力做功,比牛顿其次定律应用更广泛 . 【巩固拓展训练】1. 以下说法正确选项 A.物体所受合力为 0,物体动能可能转变 B. 物体所受合力不为 0,动能肯定转变C.物体的动能不变, 它所受合力肯定为 0 D. 物体的 动能转变, 它所受合力肯定不为 0 2. 一物体速度由 0 增加到 v, 再从 v 增加到 2v, 外力做功分别为 W1和 W 2,就 W 1和 W 2关系正确选项 （） A. W 1=W2 B. W 2=2W1 C. W2=3W1 D. W2=4W13、某人从距地面 25m高处水平抛出一小球,小球质量 100g,出手时速度大小为 10m/s, 落地时速度大小为 16m/s,取 g=10m/s 2,试求：（ 1）人抛球时对小球做多少功？（2）小球在空中运动时克服阻力做功多少？练习题1质量 10g、以 0.80km/s 飞行的子弹与质量 60kg、以 10m/s 奔跑的运动员相比（）A运动员的动能较大 B子弹的动能较大 C二者的动能一样大 D无法比较它们的动能2某人把一个物体沿竖直方向匀速提升了一段距离,下面有关人的拉力对物体做功、重力对物体做名师归纳总结 功以及物体动能变化的说法中正确选项（）第 2 页,共 6 页A重力做正功,拉力做负功,物体动能增大 B重力做负功,拉力做正功,物体动能增大C重力做负功,拉力做正功,物体动能不变 D重力不做功,拉力做负功,物体动能不变3质量不等但初动能相同的两物体,在动摩擦因数相同的地面上滑行直到停止,就（）A质量大的物体滑行距离大 B质量小的物体滑行距离大C它们滑行的时间相同 D质量大的物体克服摩擦做的功多4一人坐在雪橇上,从静止开头沿着高度为15m的斜坡滑下,到达底部时速度为10m/s人和雪橇的总质量为60kg,下滑过程中克服阻力做的功等于 J- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载动能定理的应用 一、动能定理应用的思路 1、条件：（1）当物理问题只涉及力与位移和速度关系但不涉准时间时,可优先考虑使用动能定理；（2）当物理问题中涉及变力做功,轨迹为曲线时或过程复杂时,优先考虑使用动能定理；2、使用动能定理留意：（1）W合=EK2-E K1= Ek W合为合外力的功；对应物理过程中物体的受力,必需对物体进行受力分析画受力图依据合外力功 的求法写出； Ek=EK2-EK1对应的是物体初末两状态的动能,只涉及两个状态,与运动过程中的细节（加速减速直 线曲线）无关；各物理量在公式中的位置不能互换,保持统一格式；（2）仔细分析过程中物体受力是否恒力,对变力的功只能用W表示,不能用FLCOS 表示；（3）区分某个力的功和物体克服某个力的功；二、应用动能定懂得题的一般步骤：1、选取争论对象可以是一个物体也可以是两个或两个以上的物体组成的系统；2、选取争论过程可以是一个简洁的小过程也可以由多个小过程组成的复杂过程；3、分析对象的受力情形,画出受力图；假如过程中各状态受力情形不变只需画一个受力图；如过程中各状态的受力情形发生变化可画出一个或几个有代表性的受力图；（包括系统内物体之间相互作用力的功）；写出过程中合外力的功的表达式3、写出究对象的运动过程,写出初、末状态动能的表达式（指系统内各物体动能之和）；4、利用动能定理列方程；5、解方程,下结论；必要时进行争论；三、例题分析：（一）运算恒力的功 a角的恒力 F 例题 1、物体的质量为 m,放在一个光滑的水平面上,在一个与水平方向成 的作用下做匀加速直线运动,物体发生的位移为 s在此过程中,恒力 F对物体所做的功 为,物体动能的 变化量为练习 1、A、B 两物体放在光滑的水平面上,分别在相同的水平恒力作用下,由静止开头通过相同的位 移,如 A 的质量大于 B 的质量,就在这一过程中（）A、A获得的动能大 B 、B 获得的动能大 C 、A、 B获得的动能一样大（二）运算变力的功 1、直线运动中变力的功 D 、无法比较谁获得的动能大名师归纳总结 例 2、在离地面高度为h 处竖直向上抛出一质量为m的物体,抛出时的速度为v0,当它落到地面时的第 3 页,共 6 页速度为 v,用 g 表示重力加速度,就在此过程中物体克服空气阻力做的功为（） A、mgh1mv21mv2 B、1mv212 mv 0mgh02 12 122 C、mghmv2mv2 D、mgh1 2mv21 2mv22020练习 2、质量为 m的汽车,以恒定功率从静止开头沿平直大路行驶,经时间t 行驶距离为s 时速度达到最大值vm,已知所受阻力恒为f ,就此过程中发动机所做的功为 A Pt B1 mvm 2+fs2 Cfv mt D1P2sO L Q F 2v mP 2、曲线运动中变力的功例 3、一质量为 m 的小球, 用长为l的轻绳悬挂于O点,小球在水平力F 的作用下,从平稳位置P 点很缓慢的移动到Q点,如下列图,就F 所做的功为（）- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - A .mglcosB .Flsin学习必备欢迎下载D.FlC.mgl 1cos练习 3、某人从高为 h 的地方以初速度 v 0沿水平方向快速抛出一个质量为 m的物体,该物体着地时的速度为 v0. 求：物体在空中运动过程中,克服空气阻力所做的功 . （三）运算瞬时力的功例题 4、在 20m高处,某人将 2kg 的铅球以 15ms 的速度（水平）抛出,那么此人对铅球做的功是多少？练习 4、 一人用力踢质量为 1 千克的皮球,使球由静止以 10 米秒的速度飞出；假定人踢球瞬时对球平均作用力是 200 牛,球在水平方向运动了 20 米停止；那么人对球所做的功为 A500 焦 B 50 焦 C200 焦 D4000 焦（四）多过程问题的处理例 5、将质量 m=2 kg 的一块石头从离地面H=2 m高处由静止开头释放,落入泥潭并陷入泥中h=5 cm深处,不计空气阻力,求泥对石头的平均阻力. （g 取 10 m/s2）要求用三种方法求解. 方法一：（应用牛顿其次定律与运动学公式求解）方法二：（应用动能定理分段求解）方法三（应用动能定理整体求解）：方法归纳：从本例供应的三种解法可以看出,应用动能定理求解,要比应用牛顿其次定律与运动学求解简洁得多 . 假如物体运动的过程中包含几个不同的阶段时,应用动能定理既可以分段考虑,采纳隔离法列方程；也可以将全过程当作一个整体来考虑,采纳整体法列方程求解,后者比前者显得更为简捷. 练习 5、如下列图,用同样材料制成的一个轨道,AB段为1 圆弧,半径为 4R,水平放置的BC段长度C为 R.一小物块质量为m,与轨道间动摩擦因数为 ,当它从轨道顶端A由静止下滑时,恰好运动到点静止 . 那么物体在AB段克服摩擦力做的功为（）A. mgR B.mgR1- C. mgR/2 D.mgR/2 练习 6、从离地面H高处落下一只小球,小球在运动过程中所受的空气阻力是它重力的 k（k<1）倍 , 而小球与地面相碰后,能以相同大小的速率反弹,求：（1） 小球第一次与地面碰撞后,能够反弹起的最大高度是多少？（弹跳为止,所通过的总路程是多少？（五）对多个物体应用动能定理2） 小球从释放开头,直至停止例 6、如下列图, mA4kg,mB=1 kg ,A 与桌面间的动摩擦因数 =02,B 与地面间的距离 h=08m,A、B原先静止,就 B落到地面时的速度为 _ms；B落地后, A 在桌面上能连续滑行 _m远才能静止下来 g 取 10ms 2； （六）动能定理的综合应用例 7、质量为 m的小球被系在轻绳一端,在竖直平面内做半径为R的圆周运动,运动过程中小球受到名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载空气阻力的作用设某一时刻小球通过轨道的最低点,此时绳子的张力为7mg,此后小球连续做圆周运动,经过半个圆周恰能通过最高点,就在此过程中小球克服空气阻力所做的功为（） A.mgR/4 B. mgR/3 C. mgR/2 D.mgR 练习 7、如下列图,质量为m的物体用细绳经过光滑小孔牵引在光滑水平面上F/4F O 做匀速圆周运动,拉力为某个值F 时,转动半径为R,当拉力逐步减小到时,物体仍做匀速圆周运动,半径为 2R,就外力对物体所做的功的大小是: FR A、4；B3FR、4；C5FR、2；D、零;练习题1、在光滑的地板上,用水平拉力分别使两个物块由静止获得相同的动能,那么可以确定（）A.水平拉力相等 B. 两物块质量相等 C. 两物块速度变化相等 D. 水平拉力对两物块做功相等2、某消防队员从一平台上跳下,下落2 m 后双脚触地,接着他用双腿弯曲的方法缓冲,使自身重心名师归纳总结 又下降了 05 m,在着地过程中地面对双脚的平均作用力估量为（）第 5 页,共 6 页A自身重力的2 倍B自身重力的5 倍 C自身重力的8 倍 D自身重力的10 倍3、某人从 12 5m高的楼顶抛出一小球,不计空气阻力,小球落地时的动能是抛出时的11 倍,小球的质量为 06kg,取 g l0ms2,就人对小球做功是 A75J B80J C65J D以上答案都不正确4、速度为 v0的子弹, 恰可穿透一固定着的木板,假如子弹速度为2v0,子弹穿透木板的阻力视为不变,就可穿透同样的木块 A2 块 B 3 块 C4 块 D1 块5、一质量为 2kg 的物体,在水平力F=30N的作用下,在光滑的水平面上移动了3m,然后这个水平力变为 15N,物体又移动了2m就物体增加的动能总共是多少？6. 一颗子弹以水平速度v 射入一树干中,射入深度为s. 设子弹在树干中所受到的阻力为一恒力,那么子弹以 v/2 的速度射入树干中,射入的深度为（）A.s B.s C. 2s D.s247. 以初速度 v0 竖直上抛一个小球,如不计空气阻力,在上升的过程中,从抛出小球到小球动能减小一半所经受的时间是（）Av0 B. gv 0 C.2 g2 0 D.1-2 g2 2v0g8. 对水平地面上的物体施加一水平恒力F,物体从静止开头运动了位移s,此时撤去力F,此后物体又运动了位移s 而静止下来 . 如物体的质量为m,就有（）A.物体所 受阻力的大小为F B.物体所受阻力的大小为F2C.力 F 所做的功为零 D.力 F 所做的功为Fs4m9. 质量为 m的金属块,起初速度为v0时,在水平面上滑行的最大距离为s,假如金属块的质量增加到2m,速度增大到2v0 时,在同一水平面上金属块滑行的最大距离为（）A.s B.2s C.4s D.1 s 4- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 10如图 5-7-4 所示,物体在离斜面底端学习必备欢迎下载0.5 ,4 m 处由静止滑下,如斜面及平面的动摩擦因数均为斜面倾角为 37° ,斜面与平面间由一小段圆弧连接,求物体能在水平面上滑行多远？11. 汽车从静止开头做匀加速直线运动,当汽车速度达到 vm时关闭发动机, 汽车继续滑行一段时间后停止运动,其运动的速度图象如下列图. 如汽车加速行驶时牵引力做功为 W1,汽车整个运动中克服阻力做功为W2,就 W1 和 W2的比值为 _；名师归纳总结 牵引力和阻力的大小之比为_ 第 6 页,共 6 页12. 质量分别为M1、M2 的两只船静止于湖面上,两船用绳相连,质量为m的人站在质量为 M1 的船上用恒力F 拉绳, 经过一段时间后, 两船的位移大小分别为s1、s2,速度大小分别为v1、v 2. 就这段时间内人总共做的功为（）A.Fs 2 B.1 M2v22 C.Fs 1+s2 D.1 M2v2 22+1 M 1+mv1 22213. 质量为 5 t的汽车,在平直大路上以60 kW 的恒定功率从静止开头启动到24 m/s 的最大速度后,立刻关闭发动机. 汽车从启动到最终停下通过的总位移为1200 m,运动过程中汽车所受的阻力不变.求汽车运动的时间. - - - - - - -