2016-2017學(xué)年人教版必修二第七章動能和動能定理學(xué)案(共11頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上學(xué)案8動能和動能定理學(xué)習(xí)目標定位 1.知道動能的符號、單位和表達式，會根據(jù)動能的表達式計算物體的動能.2.能從牛頓第二定律與運動學(xué)公式導(dǎo)出動能定理，理解動能定理的物理意義.3.能應(yīng)用動能定理解決簡單的問題一、動能1大小：Ekmv2.2單位：國際單位制單位為焦耳，1 J1 N·m1 kg·m2/s2.3標矢性：動能是標量，只有大小二、動能定理1內(nèi)容：力在一個過程中對物體所做的功，等于物體在這個過程中動能的變化2表達式：WEk2Ek1.3適用范圍：既適用于恒力做功也適用于變力做功；既適用于直線運動也適用于曲線運動.一、動能的表達式問題設(shè)計讓球從光滑的斜

2、面滾下，與木塊相碰，推動木塊做功(如圖1所示)圖1(1)讓同一鐵球從不同的高度滾下，可以看到：高度大時球把木塊推得遠，對木塊做的功多(2)讓質(zhì)量不同的鐵球從同一高度滾下，可以看到：質(zhì)量大的鐵球把木塊推得遠，對木塊做的功多以上兩個現(xiàn)象說明動能的影響因素有哪些？答案由于小球在同一斜面上滾下，加速度均為gsin ，由v22al和l，得知，小球到達水平面時的速度由h決定同一鐵球從不同高度滾下，高度大時到達水平面時的速度大，把木塊推得遠，對木塊做功多，故動能的影響因素有速度；質(zhì)量不同的鐵球從同一高度滾下，到達水平面時的速度相等，質(zhì)量大的鐵球?qū)δ緣K做功多，說明動能的影響因素有質(zhì)量要點提煉1動能的表達式：E

3、kmv2.2對動能的理解(1)動能的瞬時性：物體動能的大小與物體瞬時速度的大小相對應(yīng)，是一個狀態(tài)量(2)動能的標矢性：動能是標量，只有大小沒有方向，且總大于(v0時)或等于零(v0時)，不可能小于零(無負值)運算過程中無需考慮速度方向(3)動能的相對性：對于不同的參考系，物體的速度不同，則物體的動能也不同沒有特別指明時，都是以地面為參考系3動能的變化量末狀態(tài)的動能與初狀態(tài)的動能之差，即Ekmvmv.動能的變化量是過程量，Ek>0，表示物體的動能增大；Ek<0，表示物體的動能減小延伸思考質(zhì)量為m的物體做勻減速直線運動，某時刻速度為v1，經(jīng)過一段時間后速度變?yōu)関1.請思考并討論以下問題

4、：(1)寫出物體在A、B點時的動能(2)物體由A到B的過程中，動能的變化量是多少？答案(1)EkAmv，EkBmv(2)EkEkBEkA0二、動能定理問題設(shè)計如圖2所示，物體在恒力F的作用下向前運動了一段距離，速度由v1增加到v2.試推導(dǎo)出力F對物體做功的表達式圖2答案WFlFFmvmv要點提煉動能定理1表達式：WEk2Ek1Ek.其中Ek2mv表示一個過程的末動能，Ek1mv表示這個過程的初動能W表示這個過程中合力做的功2關(guān)于動能定理的幾點說明(1)W的含義：包含重力在內(nèi)的所有外力所做功的代數(shù)和(2)W與Ek的關(guān)系：合力做功是引起物體動能變化的原因如果合力對物體做正功，物體的動能增加；如果合

5、力對物體做負功，物體的動能減少；如果合力對物體不做功，物體的動能不變(3)動能定理的實質(zhì)：功能關(guān)系的一種具體體現(xiàn)，物體動能的改變可由合外力做功來度量延伸思考動能定理是在物體受恒力作用，并且做直線運動的情況下推導(dǎo)出來的，對于物體受變力作用、做曲線運動的情況，動能定理是否成立？答案成立在物體受變力作用且做曲線運動時，可將運動過程分解成許多小段，認為物體在每小段運動中受到的都是恒力，運動的軌跡為直線，同樣可推導(dǎo)出動能定理的表達式三、應(yīng)用動能定理的優(yōu)點及解題步驟1應(yīng)用動能定理解題的優(yōu)點(1)動能定理對應(yīng)的是一個過程，只涉及到物體初、末狀態(tài)的動能和整個過程合力做的功，無需關(guān)心中間運動過程的細節(jié)，而且功和

6、能都是標量，無方向性，計算方便(2)當題目中不涉及a和t，而涉及F、l、m、v等物理量時，優(yōu)先考慮使用動能定理(3)動能定理既適用于恒力作用過程，也適用于變力作用過程，既適用于直線運動也適用于曲線運動，既適用于單個物體也適用于多個物體，特別是變力及多過程問題，動能定理更具有優(yōu)越性2應(yīng)用動能定理解題的一般步驟(1)選取研究對象(通常是單個物體)，明確它的運動過程(2)對研究對象進行受力分析，明確各力做功的情況，求出外力做功的代數(shù)和(3)明確物體在初、末狀態(tài)的動能Ek1、Ek2.(4)列出動能定理的方程WEk2Ek1，結(jié)合其他必要的解題方程，求解并驗算一、對動能和動能定理的理解例1關(guān)于動能、動能定

7、理，下列說法正確的是()A一定質(zhì)量的物體，動能變化時，速度一定變化，但速度變化時，動能不一定變化B動能不變的物體，一定處于平衡狀態(tài)C合力做正功，物體動能可能減小D運動物體所受的合外力為零，則物體的動能肯定不變解析一定質(zhì)量的物體，動能變化時，物體的速度大小一定變化，所以速度一定變化；速度變化時，物體的速度大小不一定變化，所以動能不一定變化，A項正確；動能不變的物體，速度方向可能改變，不一定處于平衡狀態(tài)，B項錯誤；合力做正功時，動能肯定增加，合力做功為零時，動能肯定不變，C項錯誤，D項正確答案AD針對訓(xùn)練下列關(guān)于運動物體的合力做功和動能、速度變化的關(guān)系，正確的是()A物體做變速運動，合外力一定不為

8、零，動能一定變化B若合外力對物體做功為零，則合外力一定為零C物體的合外力做功，它的速度大小一定發(fā)生變化D物體的動能不變，所受的合外力必定為零答案C解析力是改變物體速度的原因，物體做變速運動時，合外力一定不為零，但合外力不為零時，做功可能為零，動能可能不變，A、B錯誤；物體合外力做功，它的動能一定變化，速度也一定變化，C正確；物體的動能不變，所受合外力做功一定為零，但合外力不一定為零，D錯誤二、動能定理的應(yīng)用例2質(zhì)量為m的物體靜止在水平桌面上，它與桌面之間的動摩擦因數(shù)為，物體在水平力F作用下開始運動，發(fā)生位移x1時撤去力F，問物體還能運動多遠？解析研究對象：質(zhì)量為m的物體研究過程：從靜止開始，先

9、加速，后減速至零受力分析、運動過程草圖如圖所示，其中物體受重力(mg)、水平外力(F)、彈力(FN)、滑動摩擦力(Ff)，設(shè)加速位移為x1，減速位移為x2.解法一：可將物體運動分成兩個階段進行求解物體開始做勻加速運動位移為x1，水平外力F做正功，F(xiàn)f做負功， mg、FN不做功；初動能Ek00，末動能Ek1mv根據(jù)動能定理：Fx1Ffx1mv0又滑動摩擦力FfFN，F(xiàn)Nmg則：Fx1mgx1mv0撤去外力F后，物體做勻減速運動位移為x2，F(xiàn)f做負功，mg、FN不做功；初動能Ek1mv，末動能Ek20根據(jù)動能定理：Ffx20mv，又滑動摩擦力FfFN，F(xiàn)Nmg則mgx20mv即Fx1mgx1mgx

10、200x2解法二：從靜止開始加速，然后減速為零，對全過程進行分析求解設(shè)加速過程中位移為x1，減速過程中位移為x2；水平外力F在x1段做正功，滑動摩擦力Ff在(x1x2)段做負功，mg、FN不做功；初動能Ek00，末動能Ek0在豎直方向上：FNmg0滑動摩擦力FfFN根據(jù)動能定理：Fx1mg(x1x2)00得x2答案動能和動能定理1(對動能的理解)在水平路面上，有一輛以36 km/h行駛的客車，在車廂后座有一位乘客甲，把一個質(zhì)量為4 kg的行李以相對客車5 m/s的速度拋給前方座位的另一位乘客乙，則行李的動能是()A500 J B200 JC450 J D900 J答案C解析行李相對地面的速度v

11、v車v相對15 m/s，所以行李的動能Ekmv2450 J，選項C正確2(對動能定理的理解)關(guān)于運動物體所受的合外力、合外力做的功、物體動能的變化，下列說法正確的是()A運動物體所受的合外力不為零，合外力必做功，物體的動能肯定要變化B運動物體所受的合外力為零，則物體的動能肯定不變C運動物體的動能保持不變，則該物體所受合外力一定為零D運動物體所受合外力不為零，則該物體一定做變速運動，其動能要變化答案B解析關(guān)于運動物體所受的合外力、合外力做的功、物體動能的變化三者之間的關(guān)系有下列三個要點：(1)若運動物體所受合外力為零，則合外力不做功(或物體所受外力做功的代數(shù)和必為零)，物體的動能絕對不會發(fā)生變化

12、(2)物體所受合外力不為零，物體必做變速運動，但合外力不一定做功；合外力不做功，則物體動能不變(3)物體的動能不變，一方面表明物體所受的合外力不做功；同時表明物體的速率不變(速度的方向可以不斷改變，此時物體所受的合外力只是用來改變速度方向產(chǎn)生向心加速度，如勻速圓周運動)根據(jù)上述三個要點不難判斷，本題只有選項B是正確的3(動能定理的應(yīng)用)物體沿直線運動的vt圖象如圖3所示，已知在第1秒內(nèi)合力對物體做功為W，則()圖3A從第1秒末到第3秒末合力做功為4WB從第3秒末到第5秒末合力做功為2WC從第5秒末到第7秒末合力做功為WD從第3秒末到第4秒末合力做功為0.75W答案CD解析由題圖可知物體速度變化

13、情況，根據(jù)動能定理得第1 s內(nèi)：Wmv2，第1 s末到第3 s末：W1mv2mv20，A錯；第3 s末到第5 s末：W20mv2W，B錯；第5 s末到第7 s末：W3m(v)20W，C正確；第3 s末到第4 s末：W4m()2mv20.75W，D正確4(動能定理的應(yīng)用)一架噴氣式飛機，質(zhì)量m5.0×103 kg，起飛過程中從靜止開始運動當位移達到l5.3×102 m時，速度達到起飛速度v60 m/s，在此過程中飛機受到的平均阻力是飛機重力的0.02倍求飛機受到的平均牽引力(g取10 m/s2)答案1.8×104 N解析飛機的初動能Ek10，末動能Ek2mv2；合力

14、F做的功WFl.根據(jù)動能定理，有：Flmv20合力F為平均牽引力F牽與平均阻力F阻之差，而阻力與重力的關(guān)系為F阻kmg(其中k0.02)，所以FF牽kmg，代入上式后解出F牽kmg把數(shù)據(jù)代入后解得：F牽1.8×104 N所以飛機所受的平均牽引力是1.8×104 N.題組一對動能的理解1關(guān)于對動能的理解，下列說法正確的是()A動能是普遍存在的機械能的一種基本形式，凡是運動的物體都具有動能B動能總是正值，但對于不同的參考系，同一物體的動能大小是不同的C一定質(zhì)量的物體，動能變化時，速度一定變化，但速度變化時，動能不一定變化D動能不變的物體，受力一定為零答案ABC解析動能是物體由于

15、運動而具有的能量，所以運動的物體都有動能，A正確；由于Ekmv2，而v與參考系的選取有關(guān)，所以B正確；由于速度為矢量，當方向變化時，若其速度大小不變，則動能并不改變，故C正確；做勻速圓周運動的物體動能不變，但物體受力并不為零，D錯誤. 2改變汽車的質(zhì)量和速度大小，都能使汽車的動能發(fā)生變化，則下列說法中正確的是()A質(zhì)量不變，速度增大到原來的2倍，動能增大為原來的2倍B速度不變，質(zhì)量增大到原來的2倍，動能增大為原來的2倍C質(zhì)量減半，速度增大到原來的4倍，動能增大為原來的2倍D速度減半，質(zhì)量增大到原來的4倍，動能不變答案BD解析動能Ekmv2，所以質(zhì)量m不變，速度v增大為原來的2倍時，動能Ek增大

16、為原來的4倍，A錯誤；當速度不變，質(zhì)量m增大為原來的2倍時，動能Ek也增大為原來的2倍，B正確；若質(zhì)量減半，速度增大為原來的4倍，則動能增大為原來的8倍，C錯誤；速度v減半，質(zhì)量增大為原來的4倍，則Ek×4m2mv2Ek，即動能不變，D正確3質(zhì)量為2 kg的物體A以5 m/s的速度向北運動，另一個質(zhì)量為0.5 kg的物體B以10 m/s的速度向西運動，它們的動能分別為EkA和EkB，則()AEkAEkBBEkAEkBCEkAEkBD因運動方向不同，無法比較動能答案A解析根據(jù)Ekmv2知，EkA25 J，EkB25 J，而且動能是標量，所以EkAEkB，A項正確題組二對動能定理的理解4

17、關(guān)于動能定理，下列說法中正確的是()A在某過程中，外力做的總功等于各個力單獨做功的絕對值之和B只要有力對物體做功，物體的動能就一定改變C動能定理只適用于直線運動，不適用于曲線運動D動能定理既適用于恒力做功的情況，又適用于變力做功的情況答案D解析外力做的總功等于各個力單獨做功的代數(shù)和，A錯；根據(jù)動能定理，決定動能是否改變的是總功，而不是某一個力做的功，B錯；動能定理既適用于直線運動，也適用于曲線運動；既適用于恒力做功的情況，又適用于變力做功的情況，C錯，D對5下列對動能定理表達式WEk2Ek1的理解，正確的是()A物體具有動能是由于力對物體做了功B力對物體做功是由于該物體具有動能C力做功是由于物

18、體的動能發(fā)生變化D物體的動能發(fā)生變化是由于力對物體做了功答案D解析功是能量發(fā)生變化的原因，功是能量轉(zhuǎn)化的量度所以物體的動能發(fā)生變化是由于合外力對物體做了功，且合外力做的功等于物體動能的變化，故D正確，A、B、C錯誤6一質(zhì)量為2 kg的滑塊，以4 m/s的速度在光滑水平面上向左滑行，從某一時刻起，在滑塊上作用一向右的水平力，經(jīng)過一段時間，滑塊的速度方向變?yōu)橄蛴?，大小? m/s，在這段時間里水平力所做的功為()A32 J B16 JC8 J D0答案D解析由動能定理得WFmvmv×2×42 J×2×(4)2 J0，故D正確題組三動能定理的應(yīng)用7如圖1所示，

19、在水平桌面上的A點有一個質(zhì)量為m的物體以初速度v0被拋出，不計空氣阻力，當它到達B點時，其動能為()圖1A.mvmgH B.mvmghC.mvmgh D.mvmg(Hh)答案B解析由A到B，合外力對物體做的功Wmgh，物體的動能變化EkEkmv，根據(jù)動能定理得物體在B點的動能Ekmvmgh，B正確8物體A和B質(zhì)量相等，A置于光滑的水平面上，B置于粗糙水平面上，開始時都處于靜止狀態(tài)在相同的水平力作用下移動相同的距離，則()A力F對A做功較多，A的動能較大B力F對B做功較多，B的動能較大C力F對A和B做功相同，A和B的動能相同D力F對A和B做功相同，A的動能較大答案D解析因為力F及物體位移相同，所以力F對A、B做功相同，但由于B受摩擦力的作用，合外力對B做的總功小于合外力對A做的總功，根據(jù)動能定理可知移動相同的距離后，A的動能較大9連接A、B兩點的弧形軌道ACB和ADB形狀相同，材料相同，粗糙程度相同，如圖2所示，一個小物體由A以一定的初速度v開始沿ACB軌道到達B的速度為v1；若由A以大小相同的初速度v沿ADB軌道到達B的速度為v2.比較v1和v2的大小有()圖2Av1>v2 Bv1v2Cv1<v2 D條件不足，無法判定答案A解析弧形軌道ACB和ADB的長度相等，物塊在上面滑動時動摩擦因數(shù)相同，物塊在上面運動可認為做圓周運動，由于物塊在ADB上運動時對曲面的