【教育資料】山西省應(yīng)縣一中人教版高一物理必修二學(xué)案：第七章第七節(jié)-動(dòng)能和動(dòng)能定理(1)學(xué)習(xí)專用

教育資源教育資源教育資源教育資源教育資源教育資源班級(jí)姓名班級(jí)姓名日期 第七節(jié)動(dòng)能和動(dòng)能定理（1）編制審核編號(hào)058[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.知道動(dòng)能的概念及定義式，會(huì)比較、計(jì)算物體的動(dòng)能．2.理解動(dòng)能定理的推導(dǎo)過(guò)程、含義及適用范圍．(重點(diǎn))3.掌握利用動(dòng)能定理求變力的功的方法．(重點(diǎn)、難點(diǎn))基礎(chǔ)知識(shí)動(dòng)能和動(dòng)能定理eq\a\vs4\al([先填空])1．動(dòng)能的表達(dá)式(1)定義：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能．(2)表達(dá)式：Ek＝eq\f(1,2)mv2，式中v是瞬時(shí)速度．(3)單位：動(dòng)能的單位與功的單位相同，國(guó)際單位都是焦耳，符號(hào)為J.1J＝1kg·m2/s2＝1N·m.(4)對(duì)動(dòng)能概念的理解①動(dòng)能是標(biāo)量，只有大小，沒(méi)有方向，且動(dòng)能只有正值．②動(dòng)能是狀態(tài)量，在某一時(shí)刻，物體具有一定的速度，也就具有一定的動(dòng)能．(5)動(dòng)能的變化量即末狀態(tài)的動(dòng)能與初狀態(tài)的動(dòng)能之差．ΔEk＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1).ΔEk＞0，表示物體的動(dòng)能增加．ΔEk＜0表示物體的動(dòng)能減少．2．動(dòng)能定理的推導(dǎo)外力做的總功：W＝Fl由牛頓第二定律：F＝ma由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：l＝eq\f(v\o\al(2,2)－v\o\al(2,1),2a).(3)結(jié)論：W＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)即W＝Ek2－Ek1＝ΔEk.3．動(dòng)能定理的內(nèi)容力在一個(gè)過(guò)程中對(duì)物體所做的功，等于物體在這個(gè)過(guò)程中動(dòng)能的變化．4．動(dòng)能定理的表達(dá)式(1)W＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1).(2)W＝Ek2－Ek1.說(shuō)明：式中W為合外力做的功，它等于各力做功的代數(shù)和．5．動(dòng)能定理的適用范圍不僅適用于恒力做功和直線運(yùn)動(dòng)，也適用于變力做功和曲線運(yùn)動(dòng)情況．eq\a\vs4\al([后判斷])1．兩個(gè)物體中，速度大的動(dòng)能也大．(×)2．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的動(dòng)能保持不變．(√)

能力提升學(xué)生分組探究一對(duì)動(dòng)能、動(dòng)能定理的理解第1步探究——分層設(shè)問(wèn)，破解疑難1．動(dòng)能很大的物體，它的速度一定也很大嗎？【提示】物體的動(dòng)能大小由速度和質(zhì)量共同決定，動(dòng)能很大的物體，它的速度不一定很大．2．某物體的速度加倍，它的動(dòng)能也加倍嗎？【提示】由Ek＝eq\f(1,2)mv2知．某物體的速度加倍，它的動(dòng)能變?yōu)樵瓉?lái)的4倍．第2步結(jié)論——自我總結(jié)，素能培養(yǎng)1．動(dòng)能的特征(1)是狀態(tài)量：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)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，一般以地面為參考系．(3)是標(biāo)量：只有大小，沒(méi)有方向；只有正值，沒(méi)有負(fù)值．2．對(duì)動(dòng)能定理的理解(1)內(nèi)容：外力對(duì)物體做的總功等于其動(dòng)能的增加量，即W＝ΔEk.(2)表達(dá)式W＝ΔEk中的W為外力對(duì)物體做的總功．(3)ΔEk＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)為物體動(dòng)能的變化量，也稱作物體動(dòng)能的增量，表示物體動(dòng)能變化的大?。?4)動(dòng)能定理描述了做功和動(dòng)能變化的兩種關(guān)系．①等值關(guān)系：某物體的動(dòng)能變化量總等于合力對(duì)它做的功．②因果關(guān)系：合力對(duì)物體做功是引起物體動(dòng)能變化的原因，合力做功的過(guò)程實(shí)質(zhì)上是其他形式的能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程，轉(zhuǎn)化了多少由合力做了多少功來(lái)度量．第3步例證——典例印證，思維深化關(guān)于運(yùn)動(dòng)物體所受的合力、合力做的功及動(dòng)能變化的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是()A．合力為零，則合力做功一定為零B．合力做功為零，則合力一定為零C．合力做功越多，則動(dòng)能一定越大D．動(dòng)能不變化，則物體所受合力一定為零【答案】A第4步巧練——精選習(xí)題，落實(shí)強(qiáng)化1．(多選)一物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的有()A．合力一定對(duì)物體做功，使物體動(dòng)能改變B．物體所受合力一定不為零C．合力一定對(duì)物體做功，但物體動(dòng)能可能不變D．物體加速度一定不為零【答案】BD2．質(zhì)量為2kg的物體A以5m/s的速度向北運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)質(zhì)量為0.5kg的物體B以10m/s的速度向西運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是()A．EkA＝EkBB．EkA>EkBC．EkA<EkBD．因運(yùn)動(dòng)方向不同，無(wú)法比較動(dòng)能【答案】A學(xué)生分組探究二動(dòng)能定理的應(yīng)用及優(yōu)越性第1步探究——分層設(shè)問(wèn)，破解疑難1．如何利用動(dòng)能定理理解：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的向心力不做功？【提示】做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的向心力就是其合外力，而勻速圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能不變，根據(jù)動(dòng)能定理，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的向心力不做功．2．將某物體斜向上拋出，若忽略空氣阻力，它的速度大小怎么變化？【提示】物體只受重力作用，上升和下降過(guò)程中合力分別做負(fù)功和正功，故物體的速度先減小后增大．第2步結(jié)論——自我總結(jié)，素能培養(yǎng)1．應(yīng)用動(dòng)能定理解題的基本步驟2．優(yōu)越性(1)對(duì)于變力作用或曲線運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能定理提供了一種計(jì)算變力做功的簡(jiǎn)便方法．功的計(jì)算公式W＝Flcosα只能求恒力做的功，不能求變力的功，而由于動(dòng)能定理提供了一個(gè)物體的動(dòng)能變化ΔEk與合力對(duì)物體所做功具有等量代換關(guān)系，因此已知(或求出)物體的動(dòng)能變化ΔEk＝Ek2－Ek1，就可以間接求得變力做功．(2)與用牛頓定律解題的比較牛頓定律動(dòng)能定理相同點(diǎn)確定研究對(duì)象，對(duì)物體進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析適用條件只能研究在恒力作用下物體做直線運(yùn)動(dòng)對(duì)于物體在恒力或變力作用下，物體做直線或曲線運(yùn)動(dòng)均適用應(yīng)用方法要考慮運(yùn)動(dòng)過(guò)程的每一個(gè)細(xì)節(jié)，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解題只考慮各力的做功情況及初、末狀態(tài)的動(dòng)能運(yùn)算方法矢量運(yùn)算代數(shù)運(yùn)算兩種思路對(duì)比可以看出應(yīng)用動(dòng)能定理解題不涉及加速度、時(shí)間，不涉及矢量運(yùn)算，運(yùn)算簡(jiǎn)單不易出錯(cuò)．第3步例證——典例印證，思維深化一架噴氣式飛機(jī)質(zhì)量m＝5×103kg，起飛過(guò)程中從靜止開(kāi)始滑行的路程s＝5.3×102m時(shí)(做勻加速直線運(yùn)動(dòng))，達(dá)到起飛速度v＝60m/s.在此過(guò)程中飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)重力的k【思路點(diǎn)撥】飛機(jī)在恒力作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，可選擇運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律綜合求解，也可選擇運(yùn)用動(dòng)能定理求解．【解析】解法一：以飛機(jī)為研究對(duì)象，它受重力、支持力、牽引力和阻力作用．由牛頓第二定律得F－kmg＝ma.①又由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得v2－02＝2as.②解①②式得F＝meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(kg＋\f(v2,2s)))＝5×103×(0.02×10＋eq\f(602,2×5.3×102))N＝1.8×104N.解法二：以飛機(jī)為研究對(duì)象，它受到重力、支持力、牽引力和阻力作用，這四個(gè)力做的功分別為WG＝0，W支＝0，W牽＝Fs，W阻＝－kmgs.由動(dòng)能定理得Fs－kmgs＝eq\f(1,2)mv2－0，解得F＝kmg＋eq\f(mv2,2s)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0.02×5×103×10＋\f(5×103×602,2×5.3×102)))N＝1.8×104N.【答案】1.8×104N4．如圖7-7-2，物體從斜坡上A處由靜止開(kāi)始下滑，滑到B處后又沿水平直路前進(jìn)到C處停下．如果物體從A處以一定的初速度v0滑下，求物體停下處D距C多遠(yuǎn)？設(shè)物體與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.圖