2022年人教版高中物理必修2第7章第7节《动能和动能定理》word学案.doc

第七节动能和动能定理现代战斗机和攻击机的起飞时速，大都在250350 km/h，假如自行加速滑跑，至少需要2 0003 500 m长的跑道但目前世界上最大的航空母舰飞行甲板也不过为330 m在这种情况下，舰上的飞机怎么样做到起飞无误呢？其方法是借用弹射器协助它上天现代航空母舰上多用蒸汽弹射器，其原理确实是用蒸汽做动力，推进活塞和弹射装置运动做功，舰载机在活塞带动和本身的动力作用下，如箭一样弹射上天空，加上迎风速度，飞时机迅速到达离舰起飞的速度1理解动能的概念，会用动能的定义进展计算2掌握动能定理的内容，公式及适用条件3会用动能定理处理单个物体的力学咨询题4明白动能定理可用于变力做功和曲线运动，能用动能定理求解变力做的功1动能(1)定义：物体由于运动而具有的能量(2)表达式：Ekmv2(3)单位：与功的单位一样，国际单位为焦耳.1 J1_N·m1_kg·m2/s2(4)特点：动能是状态量，具有瞬时性，物体在某一状态的动能由物体的质量和该状态下物体的速度大小共同决定物体的动能具有相对性，由于对不同的参考系，同一物体的速度有不同值，因此在同一状态下物体的动能也有不同值一般地如无特别说明，物体的动能均是相关于地面的动能是标量，只有大小没有方向，与物体的速度方向无关由表达式能够看出动能在任何情况下都是正值，即Ek>0.2动能定理(1)动能定理的推导：如下图，质量为m的物体，在恒力F作用下，经位移l后，速度由v1增加到v2.依照牛顿第二定律有Fma，依照运动学公式有：l.外力做的总功WFlmvmv(2)内容：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的增量(3)表达式：WEk2Ek1Wmvmv.(4)两点说明：假如物体遭到几个力的共同作用，式中W为合外力所做的功，它等于各力做功的代数和. 假如外力对物体做正功，物体的动能增加，外力对物体做负功，物体的动能减小(5)适用范围：不仅适用于恒力做功和直线运动，也适用于变力做功和曲线运动的情况动能定理和图象的综合应用一、方法指导利用物体的运动图象能够理解物体的运动情况，要特别留意图象的形状、交点、截距、斜率，面积等信息动能定理经常和图象咨询题综合起来，分析时一定要弄清图象的物理意义，并结合相应的物理情境选择合理的规律求解二、典例剖析(多项选择)如图甲所示，静止在水平地面的物块A，遭到水平向右的拉力F作用，F与时间t的关系如图乙所示，设物块与地面的静摩擦力最大值fm与滑动摩擦力大小相等，则()A0t1时间内F的功率逐步增大Bt2时刻物块A的加速度最大Ct2时刻后物块A做反向运动Dt3时刻物块A的动能最大解析：0t1时间内，F<fm，物块没动，v0，由PF·v知力F的功率为零，A错；在t2时刻F最大，由牛顿第二定律有Ffma知加速度最大，B对；如今物体速度方向不变，C错；t3时刻前合外力做正功，动能增大，t3时刻之后外力做负功，动能减小t3时刻动能最大，D对答案：BD1从空中某一高度同时以大小相等的速度竖直上抛、竖直下抛两个质量均为m的小球，不计空气阻力，在小球落至地面的过程，它们的(C)A动能变化量不同，速度变化量一样B动能变化量和速度变化量均一样C动能变化量一样，速度变化量不同D动能变化量和速度变化量均不同2假设物体在运动过程中遭到的合外力不为零，则(D)A物体的动能不可能总是不变的B物体的加速度一定变化C物体的速度方向一定变化D物体所受合外力做的功可能为零3(多项选择)质点在恒力作用下，从静止开场做匀加速直线运动，则质点的动能(AD)A与它通过的位移成正比B与它通过的位移的平方成正比C与它运动的时间成正比D与它运动的时间的平方成正比4一质量为1 kg的物体被人用手由静止向上提升1 m，物体的速度是2 m/s.以下说法中错误的选项是(g取10 m/s2)(C)A提升过程中手对物体做功12 JB提升过程中物体克服重力做功10 JC物体的动能增加了12 JD物体的动能增加了2 J5在h高处，以初速度v0向水平方向抛出一个小球，不计空气阻力，小球着地时速度大小为(C)Av0Bv0C. D.一、选择题1甲、乙两物体质量的比M1M231，速度的比v1v213，在一样的阻力作用下逐步停下，则它们的位移比x1x2是(B)A11 B13C31 D41解析：由Ekmv2得两物体的动能之比Ek1Ek213，而依照动能定理Fx1Ek，因此x1x2Ek1Ek213，B正确2如下图，质量为m的物体静止于倾角为的斜面体上，现对斜面体施加一水平向左的推力F，使物体随斜面体一起沿水平面向左匀速挪动x，则在此匀速运动过程中斜面体对物体所做的功为(D)AFx Bmgxcos sin Cmgxsin D0解析：由于物体做匀速运动，其处于平衡状态物体动能和势能在运动过程中都不发生变化，故依照动能定理知合外力对物体做功为零而重力做功为零，因此斜面体对物体做功为零，故应选D.3在平直公路上，汽车由静止开场做匀加速运动，当速度到达vm后，立即关闭发动机直至静止，vt图象如下图，设汽车的牵引力为F，摩擦力为f，全程中牵引力做功为W1，克服摩擦力做功为W2，则(BC)AFf13 BW1W211CFf41 DW1W213解析：由vt图象知Ffma1，a1vm，fma2，a2，解得：Ff41，由动能定理：W1W20，W1W211.4人用手托着质量为m的物体，从静止开场沿水平方向运动，前进间隔x后，速度为v(物体与手一直相对静止)，物体与人手掌之间的动摩擦因数为，则人对物体做的功为(D)Amgx B0Cmgx Dmv2/2解析：物体与手掌之间的摩擦力是静摩擦力，静摩擦力在零与最大值之间取值，不一定等于mg.在题述过程中，只有静摩擦力对物体做功，故依照动能定理，摩擦力对物体做的功为Wmv2/2.52011年2月10日，全国中学生足球赛在广州市番禺明珠足球广场揭幕. 竞赛时，一学生用100 N的力将质量为0.5 kg的足球以8 m/s的初速度沿水平方向踢出20 m远，则该学生对足球做的功至少为(B)A200 J B16 JC1 000 J D2 000 J解析：忽略阻力，由动能定理得，学生对足球所做的功等于足球动能的增加量，即Wmv2016 J，故B正确6如下图，ABCD是一个盆式容器，盆的内侧与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧BC水平，其间隔为d0.50 m，盆边缘的高度为h0.30 m，在A处放一个质量为m的小物块并让其自由下滑，已经明白盆内侧壁是光滑的，而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数0.10，小滑块在盆内来回滑动，最后停下来，则停的地点到B的间隔为(D)A0.50 m B0.25 mC0.10 m D0 m解析：对小物块从A点出发到最后停下来的整个过程用动能定理，有mghmgl0，lm3 m，而d0.5 m，刚好3个来回，因此最终停在B点故正确答案为D.7两辆汽车在同一水平路面上行驶，它们的质量之比为12，速度之比为21.设两车与地面的动摩擦因数相等，则当两车紧急刹车后，滑行的最大间隔之比为(D)A12 B11C21 D41解析：对汽车用动能定理得mgl0mv2，因此滑行的间隔与v2成正比，故汽车滑行的最大间隔之比l1l241，故正确答案为D.8质量为m的物体从地面上方H高处无初速度释放，落在水平地面后砸出一个深为h的坑，如下图，则在整个过程中，以下说法不正确的选项(AC)A重力对物体做功为mgHB物体的重力势能减少了mg(hH)C外力对物体做的总功不为零D地面对物体平均阻力大小为mg(hH)/h解析：整个过程：WGmg(Hh)，A错，B正确；由动能定理知WGWf0，C错，D正确9如下图，固定斜面倾角为，整个斜面分为AB、BC两段，AB2BC.小物块P(可视为质点)与AB、BC两段斜面间的动摩擦因数分别为1、2.已经明白P由静止开场从A点释放，恰好能滑动到C点而停下，那么、1、2间应满足的关系是(B)Atan Btan Ctan 212 Dtan 221解析：由动能定理得mg·AC·sin 1mgcos ·AB2mgcos ·BC0，则有tan ，B项正确二、非选择题10人骑自行车内坡，坡长l200 m，坡高h10 m，人和车的总质量为100 kg，人蹬车的牵引力为F100 N假设在坡底时车的速度为10 m/s，到坡顶时速度为4 m/s(g取10 m/s2)，求：(1)上坡过程中人克服阻力做多少功？(2)人假设不蹬车，以10 m/s的初速度冲上坡，能在坡上行驶多远？解析：(1)人蹬车内坡时，牵引力F做正功，阻力做负功，重力做负功，设人克服阻力做功为W，则由动能定理F·lmghWmv2mv2，WF·lmgh14 200 J.(2)设人在坡上行驶的间隔为l，阻力做功与间隔成正比，即克服阻力做功WW，冲上坡的高度hh，由动能定理Wmgh0mv2，即Wmghmv2，解得l41.3 m.答案：(1)14 200 J(2)41.3 m11质量m1 kg的物体，在水平拉力F的作用下，沿粗糙水平面运动，通过位移4 m时，拉力F停顿作用，运动到位移是8 m时物体停顿，运动过程中Eks的图线如下图，g10 m/s2，求：(1)物体和平面间的动摩擦因数； (2)拉力F的大小解析：(1)在运动的第二阶段，物体在位移x24 m内，动能由Ek10 J变为零，由动能定理得mgx2Ek，故动摩擦因数0.25.(2)在运动的第一阶段，物体位移x14 m，初动能Ek02 J，依照动能定理Fx1mgx2EkEk0，因此F4.5 N.答案：(1)0.25 (2)4.5 N