201x-201x學(xué)年高中物理 第2章 能的轉(zhuǎn)化與守恒 第1講 動(dòng)能的改變 魯科版必修

1、第2章第第1講動(dòng)能的改變講動(dòng)能的改變目標(biāo)定位目標(biāo)定位1.理解動(dòng)能的概念，知道動(dòng)能的定義式.2.理解動(dòng)能定理的內(nèi)容及其表達(dá)式，能應(yīng)用動(dòng)能定理進(jìn)行有關(guān)計(jì)算.1預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 梳理識(shí)記點(diǎn)撥 2 課堂講義課堂講義 理解深化探究3對(duì)點(diǎn)練習(xí)對(duì)點(diǎn)練習(xí) 鞏固應(yīng)用反饋欄目索引欄目索引 CONTENTS PAGE 一、動(dòng)能一、動(dòng)能1.概念：物體由于 而具有的能.2.表達(dá)式：Ek(1)表達(dá)式中的速度是 速度.(2)動(dòng)能是 (填“矢”或“標(biāo)”)量，是 (填“狀態(tài)”或“過程”)量.運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)標(biāo)狀態(tài)3.單位：動(dòng)能的國(guó)際單位是 ，簡(jiǎn)稱焦，用符號(hào)J表示.焦耳二、動(dòng)能定理二、動(dòng)能定理1.推導(dǎo)：設(shè)物體的質(zhì)量為m，初速度為v1，在

2、與運(yùn)動(dòng)方向相同的合外力F的作用下發(fā)生一段位移s，速度增加到v2(如圖1所示)，此過程中力F做的功為W.則WFs圖12.內(nèi)容及表達(dá)式：(1)內(nèi)容：合外力對(duì)物體所做的功等于 .(2)表達(dá)式：W合 .物體動(dòng)能的改變量Ek2Ek1一、對(duì)動(dòng)能的理解一、對(duì)動(dòng)能的理解1.動(dòng)能是狀態(tài)量動(dòng)能與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(或某一時(shí)刻的速度)相對(duì)應(yīng).2.動(dòng)能具有相對(duì)性：選取不同的參考系，物體的速度不同，動(dòng)能也不同，但一般以地面為參考系.3.動(dòng)能是標(biāo)量：只有大小，沒有方向.只有正值，沒有負(fù)值.例例1關(guān)于動(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.一定質(zhì)量的物體，動(dòng)能變化時(shí)，速度一定變化C.一定質(zhì)量的物體，速度

3、變化時(shí)，動(dòng)能一定變化D.動(dòng)能不變的物體，一定處于平衡狀態(tài)解析解析動(dòng)能是由于物體運(yùn)動(dòng)而具有的能，所以運(yùn)動(dòng)的物體都具有動(dòng)能，A項(xiàng)正確；由于速度是矢量，當(dāng)方向變化時(shí)，若速度大小不變，則動(dòng)能不變，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；但動(dòng)能變化時(shí)，速度的大小一定變化，故B正確；動(dòng)能不變的物體，速度的方向有可能變化，如勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤.答案答案AB二、對(duì)動(dòng)能定理的理解二、對(duì)動(dòng)能定理的理解(1)力對(duì)物體做功是引起物體動(dòng)能變化的原因，合外力做功的過程實(shí)質(zhì)上是其他形式的能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化的過程，轉(zhuǎn)化了多少由合外力做了多少功來度量.(2)合力對(duì)物體做正功，即W0，Ek0，表明物體的動(dòng)能增大；合力對(duì)物體做負(fù)功，即W0，Ek0，表明物體

4、的動(dòng)能減小.(3)動(dòng)能定理的適用范圍：動(dòng)能定理是在物體受恒力作用且做直線運(yùn)動(dòng)的情況下得出的，對(duì)于外力是變力、物體做曲線運(yùn)動(dòng)、物體經(jīng)歷多過程的情況同樣適用.特別提醒特別提醒(1)動(dòng)能定理應(yīng)用中的研究對(duì)象一般為單個(gè)物體.(2)應(yīng)用動(dòng)能定理時(shí)，物體的位移、速度必須相對(duì)于慣性參考系，一般相對(duì)于地面.例例2如圖2所示，一質(zhì)量為m2 kg的物體，以vA2 m/s的速度在水平面上通過A點(diǎn)，此后若在物體上施加一恒力F6 N，方向與物體運(yùn)動(dòng)方向相同.使物體由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到距A點(diǎn)8 m的B點(diǎn).已知物體與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，求：物體運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度大小.圖2解析解析物體由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中，拉力做的功WFFs

5、，阻力做的功Wfmgs，代入數(shù)據(jù)得：vB6 m/s.答案答案6 m/s三、動(dòng)能定理的應(yīng)用三、動(dòng)能定理的應(yīng)用1.應(yīng)用動(dòng)能定理的優(yōu)越性(1)曲線運(yùn)動(dòng)，變力做功問題：物體由初始狀態(tài)到末狀態(tài)的過程中，物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)、運(yùn)動(dòng)軌跡、做功的力是變力還是恒力等諸多因素都可以不予考慮.特別是曲線運(yùn)動(dòng)、變力做功問題便顯示出動(dòng)能定理的優(yōu)越性.(2)多過程問題：應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式時(shí)，涉及的有關(guān)物理量比較多，對(duì)運(yùn)動(dòng)過程中的細(xì)節(jié)也要仔細(xì)研究，而應(yīng)用動(dòng)能定理只考慮合外力做功和初、末兩個(gè)狀態(tài)的動(dòng)能，并且可以把不同的運(yùn)動(dòng)過程合并為一個(gè)全過程來處理，所以在處理多過程問題動(dòng)能定理顯示出其優(yōu)越性.2.應(yīng)用動(dòng)能定理解題的步驟(

6、1)選取研究對(duì)象，明確并分析運(yùn)動(dòng)過程，這個(gè)過程可以是單一過程，也可以是全過程.(2)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析.(3)寫出該過程中合外力做的功，或分別寫出各個(gè)力做的功(注意功的正負(fù)).如果研究過程中物體受力情況有變化，要分別寫出該力在各個(gè)階段做的功.(4)寫出物體的初、末動(dòng)能.(5)按照動(dòng)能定理列式求解.特別提醒動(dòng)能定理的計(jì)算式為標(biāo)量式，v為相對(duì)地面的速度，位移也是相對(duì)地的位移.例例3如圖3所示，物體沿一曲面從A點(diǎn)無初速下滑，當(dāng)滑至曲面的最低點(diǎn)B時(shí)，下滑的豎直高度h5 m，此時(shí)物體的速度v6 m/s.若物體的質(zhì)量m1 kg，g10 m/s2，求物體在下滑過程中克服阻力所做的功.圖3答案答案32 J

7、例例4如圖4所示，質(zhì)量m1 kg的木塊靜止在高h(yuǎn)1.2 m的平臺(tái)上，木塊與平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)，用水平推力F20 N，使木塊產(chǎn)生位移s13 m時(shí)撤去，木塊又滑行s21 m后飛出平臺(tái)，求木塊落地時(shí)速度的大小.(g取10 m/s2)圖4解析解析物體運(yùn)動(dòng)分為三個(gè)階段，先是在s1段勻加速直線運(yùn)動(dòng)，然后是在s2段勻減速直線運(yùn)動(dòng)，最后是平拋運(yùn)動(dòng).考慮應(yīng)用動(dòng)能定理，設(shè)木塊落地時(shí)的速度為v，整個(gè)過程中各力做功情況分別為：推力做功WFFs1，摩擦力做功Wfmg(s1s2)，重力做功WGmgh.設(shè)木塊落地速度為v全過程應(yīng)用動(dòng)能定理得1.甲、乙兩個(gè)質(zhì)量相同的物體，用大小相等的力F分別拉它們，在水平面上從靜止開始運(yùn)動(dòng)相

8、同的距離s.如圖5所示，甲在光滑面上，乙在粗糙面上，則下列關(guān)于力F對(duì)甲、乙做的功和甲、乙兩物體獲得的動(dòng)能的說法中正確的是()對(duì)動(dòng)能和動(dòng)能定理的理解對(duì)動(dòng)能和動(dòng)能定理的理解圖5A.力F對(duì)甲做功多B.力F對(duì)甲、乙兩個(gè)物體做的功一樣多C.甲物體獲得的動(dòng)能比乙大D.甲、乙兩個(gè)物體獲得的動(dòng)能相同解析解析由功的公式WFscos 可知，兩種情況下力F對(duì)甲、乙兩物體做的功一樣多，故A錯(cuò)誤，B正確；若甲獲得的動(dòng)能為Ek甲，乙獲得的動(dòng)能為Ek乙，由動(dòng)能定理知FsEk甲，F(xiàn)sfsEk乙，可知Ek甲Ek乙，故C正確，D錯(cuò)誤.答案答案BC動(dòng)能定理的應(yīng)用動(dòng)能定理的應(yīng)用2.一人用力踢質(zhì)量為1 kg的皮球，使球在光滑水平面上由靜止以10 m/s的速度飛出，假定人踢球瞬間對(duì)球平均作用力是200 N，球在水平方向運(yùn)動(dòng)了20 m停止，那么人對(duì)球所做的功為()A.50 J B.500 JC.4