高中物理 7.23动能和动能定理学案 新人教版必修2.doc

学案23动能和动能定理1动能：物体由于运动而具有的能量2匀变速直线运动的基本规律：速度公式：vt_，位移公式：x_，推论公式：_.3功的定义式：w_，f若为某一个力，对应的功即为该力的功；f若为合力，对应的功为合力的功用此式求功，力f必为_4功是能量转化的_.一、动能问题情境一个质量为m、初速度为v的物体，在水平桌面上运动，因受摩擦阻力ff的作用，运动一段位移x后静止下来，在这一过程中，外力做了多少功？物体损失了多少动能？动能的表达式是什么呢？要点提炼1物体由于_而具有的能量叫做动能，用ek表示，其表达式为ekmv2.2动能的单位是焦耳，符号是j，与功的单位相同，这是因为1 kgm2/s21 nm1 j.3动能是_量，只有正值，与物体运动的速度_无关4动能是状态量，具有瞬时性，在某一时刻，物体具有一定的速度，也就具有一定的动能5动能具有_性物体运动速度的大小与选定的参考系有关，相对于不同参考系，物体具有不同的速度，也就具有不同的动能无特别说明均以地球为参考系即学即用1关于对动能的理解，下列说法正确的是()a动能是普遍存在的机械能的一种基本形式，凡是运动的物体都具有动能b动能总是正值，但对于不同的参考系，同一物体的动能大小是不同的c一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化，但速度变化时，动能不一定变化d动能不变的物体，一定处于平衡状态2关于动能，下列说法中正确的是()动能是标量；动能的大小由物体的质量和速率决定，与物体运动的方向无关；物体以相同的速率向东和向西运动，动能的大小相等但方向不同；物体以相同的速率做匀速直线运动和曲线运动，其动能不同a b c d二、动能定理问题情境1设某物体的质量为m，在与运动方向相同的恒力f的作用下沿光滑水平面发生一段位移l，速度由v1增加到v2，如图1所示图1(1)力f对物体所做的功是多大？(2)物体的加速度是多大？(3)物体的初速度、末速度、位移之间有什么关系？(4)结合上述三式你能推导出什么样的式子？2假设物体原来就具有速度v1，且水平面存在摩擦力ff，在外力f作用下，经过一段位移x，该物体的速度达到v2，如图2所示，则此过程中，外力做功与动能之间又存在什么关系呢？图2要点提炼1动能定理的表达式力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中_这个结论叫做动能定理，表达式为wmvmv_，式中w表示_做的功，ek2mv为物体的末动能，ek1mv为物体的初动能2对动能定理的理解(1)动能定理揭示了_；(2)表达式中“”的意义是一种数值上相等的符号，它并不意味着“功就是动能的增量”，也不意味着“功转变成了动能”，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；(3)动能定理虽然是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下得出的，但它也适用于_做功及物体做_运动的情况；(4)物体运动过程中若包含几个不同的过程，应用动能定理时，既可以分段考虑，也可以把全过程作为一个整体来处理；(5)动能定理研究的对象一般是_物体例1有一质量为m的木块，从半径为r的圆弧曲面上的a点滑向b点，如图3所示如果由于摩擦使木块的运动速率保持不变，则以下叙述正确的是()图3a木块所受的合外力为零b因木块所受的力都不对其做功，所以合外力做的功为零c重力和摩擦力的合力做的功为零d重力和摩擦力的合力为零即学即用3关于合力、合力做的功及物体动能变化的说法中，正确的是()a物体所受合力不为0，动能一定改变b物体的动能不变，它所受合力一定为0c合力不做功，物体的动能就不变d所有外力做功的代数和为负值，物体的势能就减少三、动能定理的应用1应用动能定理解题的一般步骤(1)选取研究对象(通常是单个物体)，明确它的运动过程(2)对研究对象进行受力分析，明确各力做功的情况，求出外力做功的代数和(3)明确物体在初、末状态的动能ek1和ek2.(4)列出动能定理的方程wek2ek1，结合其他必要的解题方程，求解并验算2应用动能定理解题的优点动能定理对应的是一个过程，只涉及到物体初、末状态的动能和整个过程合力做的功，无需关心中间运动过程的细节而且功和能都是标量、无方向性，计算方便，因此当题目中不涉及a和t，而涉及f、l、m、v、w、ek等物理量时，优先考虑使用动能定理例2质量为m的物体静止在水平桌面上，它与桌面之间的动摩擦因数为，物体在水平力f作用下开始运动，发生位移x1时撤去力f，问物体还能运动多远？例3如图4所示的“s”形玩具轨道是用内壁光滑的薄壁细圆管弯成的，放置在竖直平面内，轨道弯曲部分是由两个半径相等的半圆对接而成的，圆半径比细管内径大得多，轨道底端与水平地面相切，轨道在水平方向不可移动，弹射装置将一个小球(可视为质点)从a点水平弹射向b点并进入轨道，经过轨道后从最高点d水平抛出(抛出后小球不会再碰轨道)已知小球与地面ab段间的动摩擦因数0.2，不计其他机械能损失，ab段长l1.25 m，圆的半径r0.1 m，小球质量m0.01 kg，轨道质量为m0.26 kg，g取10 m/s2，求：图4(1)若v05 m/s，小球从最高点d抛出后的水平射程；(2)若v05 m/s，小球经过轨道的最高点d时，管道对小球作用力的大小和方向；(3)设小球进入轨道之前，轨道对地面的压力大小等于轨道自身的重力，当v0至少为多少时，小球经过两半圆的对接处c点时，轨道对地面的压力为零学案23动能和动能定理答案1a2c由动能定理可知w1mv20，w2m(2v)2mv2mv2，故w23w1，c正确3c应由动能定理求解由动能定理得：wfwg0又wgmgl(1cos )所以wfmgl(1cos )，故应选c.4b由动能定理得：mghwfmvmv，故wfmvmvmgh3 800 j，故b正确5d汽车开始做匀加速直线运动，功率不是恒定的，故a错误；由牛顿第二定律知，开始的匀加速阶段，机车牵引力为ffma，但达到最大速度vm前，有一段变加速过程，牵引力逐渐变小，故b错误；由动能定理可得：w牵fflmvm2，所以w牵mvm2ffl，d正确，c错误6a根据物体的速度图象可知，物体在01 s内做匀加速运动，合外力做正功，a正确；1 s2 s内做匀减速运动，合外力做负功，根据动能定理可知在03 s内合外力做功为零，b、c、d均错误7c小车克服重力做功wghmgh，a选项正确；由动能定理知，小车受到的合力做的功等于小车动能的增加，w合ekmv2，b选项正确；由动能定理，w合w推w重w阻mv2，所以推力做的功w推mv2w阻w重mv2mghw阻，c选项错误；阻力对小车做的功w阻mv2w推w重mv2mghfs，d选项正确8.rh5r解析设物块在圆形轨道最高点的速度为v，由机械能守恒定律得mgh2mgrmv2物块在最高点受的力为重力mg、轨道的压力fn.重力与压力的合力提供向心力，有mgfnm物块能通过最高点的条件是