2016-2017学年高中物理 第7章 机械能守恒定律新人教版必修2_8

成才之路 物理 路漫漫其修远兮 吾将上下而求索 人教版 必修 2 机械能守恒定律 第七章 第七节 动能和动能定理 第七章 学习目标定位1 课堂情景切入2 知识自主梳理3 重点难点突破4 考点题型设计5 课 时 作 业7 易错案例剖析6 学习目标定位 * 知道动能的概念，会用动能的定义进行计算 * 掌握动能定理的内容、公式及适用条件 * 会用动能定理解决力学问题 * 感知生活中动能定理的应用，提高理论与实践相结合的能力 课堂情景切入 知识自主梳理 1 定 义 ： 物体由于 _而具有的能叫动能。 2 表达式： Ek _ 3 单 位： 与功的单位相同，国际单位 _ 1kgm2/s2 1Nm 1J 4 标 矢性 动能是 _，只有大小，并且是状态量。 动 能 运动 焦耳 (J) 标量 1 定理内容 力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中 _的变化。 动 能定理 动能 初动能 末动能 合外力 代数和 3 适用范 围 动能定理的研究对象是单个物体，或者是可以看成单一物体的物体系。 (1)动能定理既适用于恒力做功，也适用于 _做功。 (2)动能定理既适用于直线运动，也适用于 _运动。 4 功能关系 (1)合力做正功，物体动能 _，其他形式的能转化为动能。 (2)合力做负功，物体动能 _，动能转化为其他形式的能。 变力 曲线 增加 减少 重点难点突破 一、 对动 能的理解 1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。 2状态量：动能是表征物体运动状态的物理量，与物体的运动状态 (或某一时刻的速度 )相对应。 3标量性：只有大小，没有方向；只有正值，没有负值。 4瞬时性：动能具有瞬时性，与某一时刻或某一位置的速率相对应。 特 别 提醒： 物体速度变化 (如速度的大小不变，方向变化 )，则物体的动能不一定变化。而动能变化，则速度一定变化。 二、 对动 能定理的理解 1 表达式的理解 (1)公式 W Ek2 Ek1中 W是合外力做的功，不是某个力做的功， W可能是正功，也可能是负功。 (2)Ek2、 Ek1分别是末动能和初动能， Ek2可能大于 Ek1，也可能小于 Ek1。 2 W的求法 动能定理中的 W表示的是合外力的功，可以应用 W F合 lcos(仅适用于恒定的合外力 )计算，还可以 先求各个力的功再求其代数和， W W1 W2 Wn。 3 动 能定理公式中等号的意 义 (1)数量关系：即合外力所做的功与物体动能的变化具有等量代换关系。可以通过计算物体动能的变化，求合力的 功，进而求得某一力的功。 (2)单位相同：国际单位都是焦耳。 (3)因果关系：合外力的功是物体动能变化的原因。 4 适用范 围 动能定理应用广泛，直线运动、曲线运动、恒力做功、变力做功、同时做功、分段做功等各种情况均适用。 特 别 提醒： (1)动能定理说明了外力对物体所做的总功和动能变化间的一种因果关系和数量关系，不可理解为功转变成了物体 的动能，而是意味着 “功引起物体动能的变化 ”，即物体动能的变化是通过外力做功的过程来实现的。 (2)动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系的，一般以地面或相对地面静止的物体为参考系。 答案： C 解析： 物体做曲 线 运 动 ，速度方向 变 化，加速度不 为 零 ，合外力不 为 零， 选项 A错误 ；速率不 变 ， 动 能不 变 ，由 动 能定理知，合外力做功 为 零，支持力始 终 不做功，重力做正功 ，所以重力做的功与阻力做的功代数和 为 零，但重力和阻力的 合力不 为 零， 选项 C正确、 选项 B、 D错误 。 三、 动 能定理的 应 用 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 (注意哪些力做功哪些力或不做功 )。 (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。 特 别 提醒： 应用动能定理解题，关键是对研究对象进行准确的受力分析及运动过程分析，并画出物体运动过程的草图，借助草 图理解物理过程和各量关系。有些力在物体运动全过程中不是始终存在的，在计算外力做功时更应引起注意。 2 动 能定理与牛 顿 定律解 题 的比 较 两种思路对比可看出应用动能定理解题不涉及加速度、时间，不涉及矢量运算，运算简单，不易出错。 牛顿定律 动能定理 相同点 确定研究对象，对物体进行受力分析和运动过程分析 适用条件 只能研究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，结合运动学公式解题 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 答案： C 考点题型设计 对动 能及 动 能定理的理解 解析： 力是改 变 物体速度的原因，物体做 变 速运 动时 ， 合外力一定不 为 零，但合外力不 为 零 时 ，做功可能 为 零， 动 能可能不 变 ， A、 B错误 。物体合外力做功，它的 动 能一定 变 化，速度也一定 变 化， C正确。物体的 动 能不 变 ，所受合外力 做功一定 为 零，但合外力不一定 为 零， D错误 。 答案： C 答案： 450 50 动 能定理的初步 应 用 点 评 ： 动 能定理反映了合力做功与初、末状 态动 能 变 化 量之 间 的关系，由于初、末 动 能与初、末速度 对应 ，因而利 用 动 能定理可方便地求解初、末状 态 的速度。 答案： A 用 动 能定理解决 变 力做功 问题 (1)小船从 A点运动到 B点的全过程克服阻力做的功 Wf； (2)小船经过 B点时的速度大小 v1； 点 评 ： 由于 电动 机的功率恒定，故 电 机做功可以用 W Pt来 计 算，在 这 种情况下， 牵 引力是不断 变 化的。 答案： 2900J 用 动 能定理 处 理多 过 程 问题 答案： (1)2J (2)35N (3)2.77m 点 评 ： (1)应 用 动 能定理解决多 过 程 问题时 ，要根据 题 目 所求解的 问题选 取合适的 过 程，可以分 过 程，也可以整 过 程 一起研究。 (2)在运 动过 程中，物体受到的某个力可能是 变 化的或分 阶 段存在的， 应 用 动 能定理列式 时 要注意 这 种力做功的表达 方式。 探究 应 用 (1)如果鸡蛋不被摔坏，直接撞击地面速度最大不能超过多少？ (2)如果使用该装置，鸡蛋夹放的位置离装置下端的距离 x至少为多少？ (小数点后面保留两位数字 ) 答案： A 易错案例剖析 易 错 分析： 由于 AB BC所以误认为从 A到 B和从 B到 C的过程中 F做的功相等，选 A。 正确解答： 由动能定理得， EkB EkA WAB， EkC EkB WBC，由于物体所受的 重力和支持力不做功，因此合外力做的功就等于拉力所做的功。由几何关系可知，从 A运动到 B的过程中，力 F作用点的 位移大于从 B到 C过程中的力 F作用点的位移，因此 WABWBC，选项 A、 B错误， C正确；由于物体的初动 能不确定，选项 D错误。 正确答