2011高考物理一轮复习7.3动能动能定理总教案.pdf

动能 动能定理 知识简析一、动能 如果一个物体能对外做功，我们就说这个物体具有能量物体由于运动而具有的能 Ekmv2，其大小与参照系的选取有关动能是描述物体运动状态的物理量是相对量。二、动能定理 做功可以改变物体的能量 所有外力对物体做的总功等于物体动能的增量 W1W2W3mvt2mv02 1反映了物体动能的变化与引起变化的原因力对物体所做功之间的因果关系 可以理解为外力对物体做功等于物体动能增加，物体克服外力做功等于物体动能的减小所以正功是加号，负功是减号。2“增量”是末动能减初动能EK0 表示动能增加，EK0表示动能减小 3、动能定理适用单个物体，对于物体系统尤其是具有相对运动的物体系统不能盲目的应用动能定理 由于此时内力的功也可引起物体动能向其他形式能（比如内能）的转化 在动能定理中 总功指各外力对物体做功的代数和这里我们所说的外力包括重力、弹力、摩擦力、电场力等 4各力位移相同时，可求合外力做的功，各力位移不同时，分别求力做功，然后求代数和 5力的独立作用原理使我们有了牛顿第二定律、动量定理、动量守恒定律的分量表达式 但动能定理是标量式 功和动能都是标量，不能利用矢量法则分解故动能定理无分量式在处理一些问题时，可在某一方向应用动能定理 6动能定理的表达式是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下得出的但它也适用于变为及物体作曲线运动的情况 即动能定理对恒力、变力做功都适用；直线运动与曲线运动也均适用 7对动能定理中的位移与速度必须相对同一参照物 三、由牛顿第二定律与运动学公式推出动能定理 设物体的质量为 m，在恒力 F 作用下，通过位移为 S，其速度由v0变为 vt，则：根据牛顿第二定律 F=ma 根据运动学公式 2as=vt2一 v02 由得：FS=mvt2mv02 四应用动能定理可解决的问题 恒力作用下的匀变速直线运动，凡不涉及加速度和时间的问题，利用动能定理求解一般比用牛顿定律及运动学公式求解要简单的多 用动能定理还能解决一些在中学应用牛顿定律难以解决的变力做功的问题、曲线运动等问题 规律方法 1、动能定理应用的基本步骤 应用动能定理涉及一个过程，两个状态所谓一个过程是指做功过程，应明确该过程各外力所做的总功；两个状态是指初末两个状态的动能 动能定理应用的基本步骤是：选取研究对象，明确并分析运动过程 分析受力及各力做功的情况，受哪些力？每个力是否做功？在哪段位移过程中做功？正功？负功？做多少功？求出代数和 明确过程始末状态的动能 Ek1及 EK2 列方程 W=EK2一 Ek1，必要时注意分析题目的潜在条件，补充方程进行求解 2、应用动能定理的优越性(1)由于动能定理反映的是物体两个状态的动能变化与其合力所做功的量值关系，所以对由初始状态到终止状态这一过程中物体运动性质、运动轨迹、做功的力是恒力还是变力等诸多问题不必加以追究，就是说应用动能定理不受这些问题的限制(2)一般来说，用牛顿第二定律和运动学知识求解的问题，用动能定理也可以求解，而且往往用动能定理求解简捷可是，有些用动能定理能够求解的问题，应用牛顿第二定律和运动学知识却无法求解可以说，熟练地应用动能定理求解问题，是一种高层次的思维和方法，应该增强用动能定理解题的主动意识(3)用动能定理可求变力所做的功在某些问题中，由于力 F 的大小、方向的变化，不能直接用W=Fscos求出变力做功的值，但可由动能定理求解 3、应用动能定理要注意的问题 注意 1由于动能的大小与参照物的选择有关，而动能定理是从牛顿运动定律和运动学规律的基础上推导出来，因此应用动能定理解题时，动能的大小应选取地球或相对地球做匀速直线运动的物体作参照物来确定 注意 2用动能定理求变力做功，在某些问题中由于力 F 的大小的变化或方向变化，所以不能直接由 W=Fscos求出变力做功的值 此时可由其做功的结果动能的变化来求变为 F 所做的功 注意 3区别动量、动能两个物理概念动量、动能都是描述物体某一时刻运动状态的状态量，动量是矢量，动能是标量动量的改变必须经过一个冲量的过程，动能的改变必须经过一个做功的过程动量是矢量，它的改变包括大小和方向的改变或者其中之一的改变 而动能是标量，它的改变仅是数量的变化动量的数量与动能的数量可以通过 P2=2mEK联系在一起，对于同一物体来说，动能 EK变化了，动量 P 必然变化了，但动量变化了动能不一定变化例如动量仅仅是方向改变了，这样动能就不改变对于不同的物体，还应考虑质量的多少 注意 4动量定理与动能定理的区别，两个定理分别描述了力对物体作用效应，动量定理描述了为对物体作用的时间积累效应，使物体的动量发生变化，且动量定理是矢量武；而动能定理描述了力对物体作用的空间积累效应，使物体的动能发生变化，动能定理是标量式。所以两个定理分别从不同角度描述了为对物体作用的过程中，使物体状态发生变化规律，在应用两个定理解决物理问题晚要根据题目要求，选择相应的定理求解。4、动能定理的综合应用 动能定理和动量定理、动量守恒定律的综合应用是力学问题的难点，也是高考考查的重点，解决这类问题关键是分清哪一过程中动量守恒，哪一过程中应用动能定理、动量定理