第23講動能定理

1、人人 教教 物物 理理第第23講動講動 能能 定定 理理http:/ 主基 礎(chǔ) 構(gòu) 建導(dǎo)學(xué)建議導(dǎo)學(xué)建議動能定理是功能關(guān)系的重要體現(xiàn)，是推導(dǎo)機械能守恒定律的動能定理是功能關(guān)系的重要體現(xiàn)，是推導(dǎo)機械能守恒定律的依據(jù)，是本單元的重中之重，也是每年高考必考內(nèi)容因此學(xué)好依據(jù)，是本單元的重中之重，也是每年高考必考內(nèi)容因此學(xué)好動能定理對每個學(xué)生都尤為重要動能定理對每個學(xué)生都尤為重要人人 教教 物物 理理自主導(dǎo)學(xué)自主導(dǎo)學(xué)一、動能一、動能1 1概念：物體由于概念：物體由于運動運動而具有的能叫動能；物體的動能等于而具有的能叫動能；物體的動能等于物體的物體的質(zhì)量與物體速度的二次方的乘積的一半質(zhì)量與物體速度的二次方的

2、乘積的一半2 2定義式：定義式：E Ek k mvmv2 2，v v為瞬時速度為瞬時速度3 3單位：單位：焦耳焦耳(J)(J)4 4動能概念的理解動能概念的理解(1)(1)動能是標(biāo)量，且沒有負(fù)值動能是標(biāo)量，且沒有負(fù)值(2)(2)動能具有瞬時性，在某一時刻，物體具有一定的速度，也就動能具有瞬時性，在某一時刻，物體具有一定的速度，也就具有一定的動能具有一定的動能http:/ 教教 物物 理理(3)(3)動能具有相對性，對不同的動能具有相對性，對不同的參考系參考系，物體的速度有不同，物體的速度有不同的瞬時值，也就具有不同的動能，一般都以的瞬時值，也就具有不同的動能，一般都以地面地面為參考系研究物為參

3、考系研究物體運動的動能體運動的動能 名師點撥名師點撥動能是狀態(tài)量，為標(biāo)量，速度為矢量物體的運動狀態(tài)發(fā)生改動能是狀態(tài)量，為標(biāo)量，速度為矢量物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變即速度發(fā)生改變，但動能不一定變化；反之動能變化，運動狀態(tài)變即速度發(fā)生改變，但動能不一定變化；反之動能變化，運動狀態(tài)一定發(fā)生變化一定發(fā)生變化 關(guān)于物體的動能，下列說法中正確的是關(guān)于物體的動能，下列說法中正確的是( () )A A一個物體的動能總是大于或等于零一個物體的動能總是大于或等于零B B一個物體的動能對不同的參考系是相同的一個物體的動能對不同的參考系是相同的C C一個物體的動能不變，速度一定不變一個物體的動能不變，速度一定不變http

4、:/ 1人人 教教 物物 理理D D質(zhì)量相同的兩個物體，若動能相同，則它們的速度相同質(zhì)量相同的兩個物體，若動能相同，則它們的速度相同【解析解析】動能是標(biāo)量，一個物體的動能不會小于零，選項動能是標(biāo)量，一個物體的動能不會小于零，選項A A正確；正確；由于由于v v的大小還跟參考系的選取有關(guān)，所以導(dǎo)致物體的動能相對不同參的大小還跟參考系的選取有關(guān)，所以導(dǎo)致物體的動能相對不同參考系是不同的，選項考系是不同的，選項B B錯誤；一個物體的動能不變，說明物體速度的大錯誤；一個物體的動能不變，說明物體速度的大小沒有變化，但速度的方向可能變化，故選項小沒有變化，但速度的方向可能變化，故選項C C錯誤；對于質(zhì)量相

5、同的錯誤；對于質(zhì)量相同的兩個物體，動能相同時，速度的大小相同，但速度的方向不一定相同，兩個物體，動能相同時，速度的大小相同，但速度的方向不一定相同，故選項故選項D D錯誤錯誤【答案答案】A A二、物體的動能變化二、物體的動能變化物體的動能變化是末動能與初動能的差值物體的動能變化是末動能與初動能的差值http:/ 教教 物物 理理名師點撥名師點撥動能為標(biāo)量，所以動能的變化量直接利用末動能減去初動能即動能為標(biāo)量，所以動能的變化量直接利用末動能減去初動能即可，但是在計算速度的變化量時，一定要先設(shè)正方向，再進行矢量可，但是在計算速度的變化量時，一定要先設(shè)正方向，再進行矢量運算運算三、動能定理三、動能定

6、理1 1內(nèi)容：合外力對物體做的總功等于物體動能的改變量內(nèi)容：合外力對物體做的總功等于物體動能的改變量3 3對動能定理的理解對動能定理的理解(1)(1)W W總總是合外力對物體做的總功，等于所有外力對物體做功是合外力對物體做的總功，等于所有外力對物體做功的代數(shù)和的代數(shù)和http:/ 教教 物物 理理(2)W(2)W總總0 0表示合外力作為動力對物體做正功，物體的動能增表示合外力作為動力對物體做正功，物體的動能增加；加；W W總總0 0表示合外力作為阻力對物體做表示合外力作為阻力對物體做負(fù)功，物體的動能減少負(fù)功，物體的動能減少(3)(3)動能定理的應(yīng)用廣泛，既適用于直線運動，也適用于曲線運動能定理

7、的應(yīng)用廣泛，既適用于直線運動，也適用于曲線運動；既適用于恒力做功的情況，也適用于變力做功的情況動；既適用于恒力做功的情況，也適用于變力做功的情況(4)(4)若物體運動的過程中包含幾個不同過程，應(yīng)用動能定理時，若物體運動的過程中包含幾個不同過程，應(yīng)用動能定理時，可以分段考慮，也可以將全過程作為一個整體來處理可以分段考慮，也可以將全過程作為一個整體來處理(5)(5)動能定理對應(yīng)的是一個過程動能定理對應(yīng)的是一個過程, ,并且它只涉及物體初末狀態(tài)的動并且它只涉及物體初末狀態(tài)的動能和整個過程中合外力做的功能和整個過程中合外力做的功, ,它不涉及物體運動過程中的加速度、它不涉及物體運動過程中的加速度、時間

8、以及中間狀態(tài)的速度和動能，因此用它處理問題比較方便時間以及中間狀態(tài)的速度和動能，因此用它處理問題比較方便 一個質(zhì)量為一個質(zhì)量為25 kg25 kg的小孩從高度為的小孩從高度為3.0 m3.0 m的滑梯頂?shù)幕蓓敹擞伸o止開始滑下，滑到底端時的速度為端由靜止開始滑下，滑到底端時的速度為2.0 m/s.2.0 m/s.取取g g10 m/s10 m/s2 2，http:/ 2人人 教教 物物 理理http:/ 教教 物物 理理題型一：運用動能定理求功題型一：運用動能定理求功 一顆質(zhì)量一顆質(zhì)量m m10 g10 g的子彈以的子彈以v v600 m/s600 m/s的速度從槍口的速度從槍口飛出飛出(1)

9、(1)子彈飛出槍口時的動能為多少？子彈飛出槍口時的動能為多少？(2)(2)若測得槍膛的長度若測得槍膛的長度l l0.6 m0.6 m，則火藥引爆后產(chǎn)生的高溫高壓，則火藥引爆后產(chǎn)生的高溫高壓氣體在槍膛內(nèi)對子彈的平均推力有多大？氣體在槍膛內(nèi)對子彈的平均推力有多大？ 思維點撥思維點撥 槍發(fā)射子彈的過程，涉及的能量轉(zhuǎn)化如下：槍發(fā)射子彈的過程，涉及的能量轉(zhuǎn)化如下：http:/ 型型 方方 法法例題1人人 教教 物物 理理http:/ 教教 物物 理理先計算出物體的動能變化和已知力做的功，再根據(jù)動能定理求未先計算出物體的動能變化和已知力做的功，再根據(jù)動能定理求未知力知力( (包括變力包括變力) )做的功，

10、這是求變力做功的重要途徑做的功，這是求變力做功的重要途徑題型二：對物體系應(yīng)用動能定理題型二：對物體系應(yīng)用動能定理 如圖所示，在水平桌面的邊角處有一輕質(zhì)光滑的定滑輪如圖所示，在水平桌面的邊角處有一輕質(zhì)光滑的定滑輪K K，一條不可伸長的輕繩繞過，一條不可伸長的輕繩繞過K K分別與物塊分別與物塊A A、B B相連，相連，A A、B B的質(zhì)量分別的質(zhì)量分別為為m mA A、m mB B. .開始時系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)用一水平恒力開始時系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)用一水平恒力F F拉物塊拉物塊A A，使物，使物塊塊B B上升已知當(dāng)上升已知當(dāng)B B上升高度為上升高度為h h時，時，B B的速度為的速度為v v. .求

11、此過程中物塊求此過程中物塊A A克克服摩擦力所做的功服摩擦力所做的功( (重力加速度為重力加速度為g g) ) 思維點撥思維點撥 本題可以采用隔離法，對各物體應(yīng)用動能定理求解，本題可以采用隔離法，對各物體應(yīng)用動能定理求解，也可以對整個物體系應(yīng)用動能定理解題也可以對整個物體系應(yīng)用動能定理解題http:/ 教教 物物 理理http:/ 教教 物物 理理運用動能定理的研究對象可以是質(zhì)點運用動能定理的研究對象可以是質(zhì)點( (單個物體單個物體) )，也可以擴，也可以擴展到系統(tǒng)對于后者要分清各力的做功情況，要注意系統(tǒng)中各個物展到系統(tǒng)對于后者要分清各力的做功情況，要注意系統(tǒng)中各個物體的速度，千萬不要一看到連

12、接體就認(rèn)為速度相等，要注意速度的體的速度，千萬不要一看到連接體就認(rèn)為速度相等，要注意速度的合成與分解合成與分解題型三：動能定理與圖象問題的結(jié)合題型三：動能定理與圖象問題的結(jié)合 一物體放在升降機底板上，隨同升降機由靜止開始豎一物體放在升降機底板上，隨同升降機由靜止開始豎直向下運動，運動過程中物體的機械能與物體位移關(guān)系的圖象如圖直向下運動，運動過程中物體的機械能與物體位移關(guān)系的圖象如圖甲所示，其中甲所示，其中0 0s s1 1過程的圖線為曲線，過程的圖線為曲線，s s1 1s s2 2過程的圖線為直線過程的圖線為直線根據(jù)該圖象，下列判斷正確的是根據(jù)該圖象，下列判斷正確的是( () )http:/

13、教教 物物 理理A A0 0s1s1過程中物體所受合力一定是變力過程中物體所受合力一定是變力B Bs1s1s2s2過程中物體可能在做勻速直線運動過程中物體可能在做勻速直線運動C Cs1s1s2s2過程中物體可能在做變加速直線運動過程中物體可能在做變加速直線運動D Ds1s1s2s2過程中物體的動能可能在不斷增大過程中物體的動能可能在不斷增大 思維點撥思維點撥 對于圖象問題，最好先找出縱軸坐標(biāo)代表的物理量對于圖象問題，最好先找出縱軸坐標(biāo)代表的物理量與橫軸坐標(biāo)代表的物理量之間的關(guān)系式，根據(jù)關(guān)系式再解讀圖象與橫軸坐標(biāo)代表的物理量之間的關(guān)系式，根據(jù)關(guān)系式再解讀圖象http:/ 教教 物物 理理http

14、:/ 教教 物物 理理解決物理圖象問題的方法可分三步：解決物理圖象問題的方法可分三步：(1)(1)觀察題目給出的圖象，弄清縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)所對應(yīng)的物理觀察題目給出的圖象，弄清縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)所對應(yīng)的物理量及圖線所表示的物理意義量及圖線所表示的物理意義(2)(2)根據(jù)物理規(guī)律推導(dǎo)出縱坐標(biāo)與橫坐標(biāo)所對應(yīng)的物理量間的根據(jù)物理規(guī)律推導(dǎo)出縱坐標(biāo)與橫坐標(biāo)所對應(yīng)的物理量間的函數(shù)關(guān)系式函數(shù)關(guān)系式(3)(3)將推導(dǎo)出的物理規(guī)律與數(shù)學(xué)上與之相對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)關(guān)系將推導(dǎo)出的物理規(guī)律與數(shù)學(xué)上與之相對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)關(guān)系式相對比，找出圖線的斜率、截距、圖線的交點，圖線下的面積所式相對比，找出圖線的斜率、截距、圖線的交點，圖線下的

15、面積所對應(yīng)的物理意義，分析解答問題或者利用函數(shù)圖線上的特定值代對應(yīng)的物理意義，分析解答問題或者利用函數(shù)圖線上的特定值代入函數(shù)關(guān)系式求物理量入函數(shù)關(guān)系式求物理量題型四：運用動能定理求解多過程問題題型四：運用動能定理求解多過程問題 如圖所示，如圖所示，ABAB與與CDCD為兩個對稱斜面，為兩個對稱斜面，http:/ 教教 物物 理理其上端足夠長、下端分別與一個光滑的圓弧面的兩端相切，圓弧其上端足夠長、下端分別與一個光滑的圓弧面的兩端相切，圓弧對應(yīng)的圓心角為對應(yīng)的圓心角為120120，半徑，半徑R R2.0 m2.0 m一個物體在離弧底一個物體在離弧底E E高度高度h h4.0 4.0 m m處，以

16、初速度處，以初速度v v0 02.0 m/s2.0 m/s沿斜面向上運動若物體與兩斜面的動摩擦沿斜面向上運動若物體與兩斜面的動摩擦因數(shù)均為因數(shù)均為0.20.2，則物體在兩斜面上，則物體在兩斜面上( (不包括圓弧部分不包括圓弧部分) )一共能走多長路程一共能走多長路程？( (g g取取10 m/s10 m/s2 2) ) 思維點撥思維點撥 物體先向上運動然后滑下，再滑至物體先向上運動然后滑下，再滑至CDCD軌道，物體將在兩軌道和圓弧上往復(fù)滑動，由于摩擦力做負(fù)功，軌道，物體將在兩軌道和圓弧上往復(fù)滑動，由于摩擦力做負(fù)功，物體到達的位置越來越低，直到最高點為物體到達的位置越來越低，直到最高點為B B或

17、或C C. .物體在物體在ABAB、CDCD軌道上所軌道上所受的摩擦力大小恒定，受的摩擦力大小恒定，f fmgmgcos 60cos 60. .那么摩擦力做的總功可用那么摩擦力做的總功可用W Wf ff fs s表示，其中表示，其中s s為物體在為物體在ABAB、CDCD軌道上滑行的總路程；再對全過程軌道上滑行的總路程；再對全過程運用動能定理即可求出總路程運用動能定理即可求出總路程 規(guī)范解析規(guī)范解析 設(shè)物體整個過程在兩斜面上走過的總路程為設(shè)物體整個過程在兩斜面上走過的總路程為s s，由動能，由動能定理得：定理得：http:/ 教教 物物 理理http:/ (而不是位移而不是位移) )人人 教教

18、 物物 理理高考排雷高考排雷 一個物體以一定的初速度沿水平面由一個物體以一定的初速度沿水平面由A A點滑到點滑到B B點，物點，物體克服摩擦力做功為體克服摩擦力做功為W W1 1；若該物體從；若該物體從A A沿兩斜面滑到沿兩斜面滑到B B，物體克，物體克服摩擦力做的總功為服摩擦力做的總功為W W2 2，如圖所示已知物體與各接觸面間的動摩，如圖所示已知物體與各接觸面間的動摩擦因數(shù)均相同，則擦因數(shù)均相同，則( () )A AW W1 1 W W2 2 B BW W1 1W W2 2C CW W1 1 v vP P、E Ek kP P E Ek kP P，所以，所以A A正確；因摩擦生熱正確；因摩擦

19、生熱Q Qf fs s路路, ,前一過程滑過的路程小，前一過程滑過的路程小，摩擦力大，后一過程路程大，摩擦力小故無法判斷摩擦生熱的大小，摩擦力大，后一過程路程大，摩擦力小故無法判斷摩擦生熱的大小，所以所以B B錯誤；由動能定理：錯誤；由動能定理： mvmv2 2mgHmgHQ Q熱熱，兩次下滑過程摩擦力的平均，兩次下滑過程摩擦力的平均值相同，位移相同，故到達底端的速度相等，所以值相同，位移相同，故到達底端的速度相等，所以C C錯誤；由以上圖象錯誤；由以上圖象的分析可知，的分析可知，t tt t，所以，所以D D正確正確【答案答案】ADADhttp:/ 教教 物物 理理3 320092009年高

20、考年高考寧夏理綜卷寧夏理綜卷 冰壺比賽是在水平冰面上進行的冰壺比賽是在水平冰面上進行的體育項目，比賽場地示意如圖比賽時，運動員從起滑架處推著冰體育項目，比賽場地示意如圖比賽時，運動員從起滑架處推著冰壺出發(fā)，在投擲線壺出發(fā)，在投擲線ABAB處放手讓冰壺以一定的速度滑出，使冰壺的停處放手讓冰壺以一定的速度滑出，使冰壺的停止位置盡量靠近圓心止位置盡量靠近圓心O.O.為使冰壺滑行得更遠(yuǎn)，運動員可以用毛刷擦為使冰壺滑行得更遠(yuǎn)，運動員可以用毛刷擦冰壺運行前方的冰面，使冰壺與冰面間的動摩擦因數(shù)減小設(shè)冰壺冰壺運行前方的冰面，使冰壺與冰面間的動摩擦因數(shù)減小設(shè)冰壺與冰面間的動摩擦因數(shù)與冰面間的動摩擦因數(shù)1 10.0080.008，用毛刷擦冰面后動摩擦因數(shù)減少，用毛