【高中物理】高中物理(人教版)必修2同步教师用书:-第7章-7.动能和动能定理.doc
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1、7.动能和动能定理学 习 目 标知 识 脉 络1.知道动能的概念及定义式,会比较、计算物体的动能.2.理解动能定理的推导过程、含义及适用范围,并能灵活应用动能定理分析问题(重点)3.掌握利用动能定理求变力的功的方法(重点、难点)动能的表达式1定义物体由于运动而具有的能量2表达式Ekmv2.3单位与功的单位相同,国际单位为焦耳1 J1_kgm2s2.4物理量特点(1)具有瞬时性,是状态量(2)具有相对性,选取不同的参考系,同一物体的动能一般不同,通常是指物体相对于地面的动能(3)是标量,没有方向,Ek0.1两个物体中,速度大的动能也大()2某物体的速度加倍,它的动能也加倍()3做匀速圆周运动的物
2、体的动能保持不变()图771(1)滑雪运动员从坡上由静止开始匀加速下滑,运动员的动能怎样变化?【提示】增大(2)运动员在赛道上做匀速圆周运动,运动员的动能是否变化?【提示】不变歼15战机是我国自主研发的第一款舰载战斗机,如图772所示:图772探讨1:歼15战机起飞时,合力做什么功?速度怎么变化?动能怎么变化?【提示】歼15战机起飞时,合力做正功,速度、动能都不断增大探讨2:歼15战机着舰时,动能怎么变化?合力做什么功?增加阻拦索的原因是什么?【提示】歼15战机着舰时,动能减小合力做负功增加阻拦索是为了加大对飞机的阻力1动能的特征(1)是状态量:与物体的运动状态(或某一时刻的速度)相对应(2)
3、具有相对性:选取不同的参考系,物体的速度不同,动能也不同,一般以地面为参考系(3)是标量:只有大小,没有方向;只有正值,没有负值2动能的变化(1)Ekmvmv为物体动能的变化量,也称作物体动能的增量,表示物体动能变化的大小(2)动能变化的原因:合力对物体做功是引起物体动能变化的原因,合力做功的过程实质上是其他形式的能与动能相互转化的过程,转化了多少由合力做了多少功来度量1在水平路面上,有一辆以36 km/h行驶的客车,在车厢后座有一位乘客甲,把一个质量为4 kg的行李以相对客车5 m/s的速度抛给前方座位的另一位乘客乙,则行李的动能是()A500 JB200 JC450 J D900 J【解析
4、】行李相对地面的速度vv车v相对15 m/s,所以行李的动能Ekmv2450 J,选项C正确【答案】C2质量为2 kg的物体A以5 m/s的速度向北运动,另一个质量为0.5 kg的物体B以10 m/s的速度向西运动,则下列说法正确的是() 【导学号:50152125】AEkAEkBBEkAEkBCEkAEkBD因运动方向不同,无法比较动能【解析】根据Ekmv2知,EkA25 J,EkB25 J,而且动能是标量,所以EkAEkB,A项正确【答案】A3两个物体质量比为14,速度大小之比为41,则这两个物体的动能之比()A11B14 C41D21【解析】由动能表达式Ekmv2得2241,C对【答案】
5、C动能与速度的三种关系(1)数值关系:Ekmv2,速度v越大,动能Ek越大(2)瞬时关系:动能和速度均为状态量,二者具有瞬时对应关系(3)变化关系:动能是标量,速度是矢量当动能发生变化时,物体的速度(大小)一定发生了变化,当速度发生变化时,可能仅是速度方向的变化,物体的动能可能不变动能定理1动能定理的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变化图7732动能定理的表达式(1)Wmvmv.(2)WEk2Ek1.说明:式中W为合外力做的功,它等于各力做功的代数和3动能定理的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情况1外力对物体做功,物体的动能一定增加()
6、2动能定理中的W为合力做的功()3汽车在公路上匀速行驶时,牵引力所做的功等于汽车的动能()骑自行车下坡时,没有蹬车,车速却越来越快,动能越来越大,这与动能定理相矛盾吗?图774【提示】不矛盾人没蹬车,但重力却对人和车做正功,动能越来越大如图775所示,物体(可视为质点)从长为L、倾角为的光滑斜面顶端由静止滑下图775探讨1:物体受几个力作用?各做什么功?怎么求合力的功?【提示】物体受重力、支持力两个力作用重力做正功,支持力不做功合力做的功W合mgLsin .探讨2:如何求物体到达斜面底端时的速度?能用多种方法求解物体到达斜面底端时的速度吗?哪种方法简单?【提示】可以用牛顿定律结合运动学公式求解
7、,也可以用动能定理求解用动能定理更简捷1应用动能定理解题的步骤(1)确定研究对象和研究过程(研究对象一般为单个物体或相对静止的物体组成的系统)(2)对研究对象进行受力分析(注意哪些力做功或不做功)(3)确定合外力对物体做的功(注意功的正负)(4)确定物体的初、末动能(注意动能增量是末动能减初动能)(5)根据动能定理列式、求解2动力学问题两种解法的比较牛顿运动定律运动学公式结合法动能定理适用条件只能研究在恒力作用下物体做直线运动的情况对于物体在恒力或变力作用下,物体做直线运动或曲线运动均适用应用方法要考虑运动过程的每一个细节只考虑各力的做功情况及初、末状态的动能运算方法矢量运算代数运算相同点确定
8、研究对象,对物体进行受力分析和运动过程分析4(多选)一物体在运动过程中,重力做了2 J的功,合力做了4 J的功,则()A该物体动能减少,减少量等于4 JB该物体动能增加,增加量等于4 JC该物体重力势能减少,减少量等于2 JD该物体重力势能增加,增加量等于2 J【解析】重力做负功,重力势能增加,增加量等于克服重力做的功,选项C错误,选项D正确;根据动能定理得该物体动能增加,增加量为4 J,选项A错误,选项B正确【答案】BD5如图776所示,AB为固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道,轨道的B点与水平地面相切,其半径为R.质量为m的小球由A点静止释放,求:图776(1)小球滑到最低点B时,小球速度v的
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