教育最新K122017-2018学年高中物理第七章机械能守恒定律7动能和动能定理教学案新人教版必修2.doc

小学+初中+高中7动能和动能定理学习目标 1.知道动能的符号、单位和表达式，会根据动能的表达式计算物体的动能.2.能运用牛顿第二定律与运动学公式导出动能定理，理解动能定理的物理意义.3.能应用动能定理解决简单的问题.一、动能1.定义：物体由于运动而具有的能.2.表达式：Ekmv2.3.单位：与功的单位相同，国际单位为焦耳，符号为J.4.标矢性：动能是标量，只有大小没有方向.二、动能定理1.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动能的变化.2.表达式：Wmvmv.3.适用范围：既适用于恒力做功，也适用于变力做功；既适用于直线运动，也适用于曲线运动.即学即用一个质量为0.1 kg的球在光滑水平面上以5 m/s 的速度匀速运动，与竖直墙壁碰撞以后以原速率被弹回，若以初速度方向为正方向，则小球碰墙前后速度的变化为_，动能的变化为_.答案10 m/s0一、动能导学探究 让铁球从光滑的斜面上由静止滚下，与木块相碰，推动木块做功.(如图1所示)图1(1)让同一铁球从不同的高度静止滚下，可以看到：高度大时铁球把木块推得远，对木块做的功多.(2)让质量不同的铁球从同一高度静止滚下，可以看到：质量大的铁球把木块推得远，对木块做的功多.以上两个现象说明动能的影响因素有哪些？答案由于铁球从同一斜面上静止滚下，加速度均为gsin ，由v22ax和x得知，铁球到达水平面时的速度由h决定.同一铁球从不同高度静止滚下，高度大的到达水平面时的速度大，把木块推得远，对木块做功多，故动能的影响因素有速度；质量不同的铁球从同一高度静止滚下，到达水平面时的速度相等，质量大的铁球对木块做功多，说明动能的影响因素有质量.知识深化1.对动能的理解(1)动能是标量，没有负值，与物体的速度方向无关.(2)动能是状态量，具有瞬时性，与物体的运动状态(或某一时刻的速度)相对应.(3)动能具有相对性，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.动能变化量Ek物体动能的变化量是末动能与初动能之差，即Ekmvmv，若Ek0，则表示物体的动能增加，若Ekv2B.v1v2C.v1v2D.条件不足，无法判定答案A解析弧形轨道ACB和ADB的长度相等，物块在上面滑动时动摩擦因数相同，物块在上面运动可认为做圆周运动，由于物块在ADB上运动时对曲面的正压力大于在ACB上运动时对曲面的正压力，故在ADB上克服摩擦力做的功大于在ACB上克服摩擦力做的功，再由动能定理得出选项A正确.9.关于动能、动能定理，下列说法正确的是()A.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B.动能不变的物体，一定处于平衡状态C.合力做正功，物体动能可能减小D.运动物体所受的合力为零，则物体的动能肯定不变答案AD10.质量为m的物体，从静止开始以ag的加速度竖直向下运动h，下列说法中正确的是()A.物体的动能增加了mghB.物体的动能减少了mghC.物体的重力势能减少了mghD.物体的重力势能减少了mgh答案AD解析物体的合力为mamg，向下运动h时合力做功mgh，根据动能定理知物体的动能增加了mgh，A对，B错.向下运动h的过程中重力做功mgh，物体的重力势能减少了mgh，C错，D对.11.如图5甲所示，质量m2 kg的物体以100 J的初动能在粗糙的水平地面上滑行，其动能Ek随位移x变化的关系图象如图乙所示，则下列判断中正确的是()图5A.物体运动的总位移大小为10 mB.物体运动的加速度大小为10 m/s2C.物体运动的初速度大小为10 m/sD.物体所受的摩擦力大小为10 N答案ACD解析由图象可知，物体运动的总位移为10 m，根据动能定理得，Ffx0Ek0，解得Ff N10 N，故A、D正确.根据牛顿第二定律得，物体的加速度大小为a m/s25 m/s2，故B错误.由Ek0mv2得v m/s10 m/s，故C正确.二、非选择题12. 如图6所示，竖直平面内的一半径R0.5 m的光滑圆弧槽BCD，B点与圆心O等高，质量m0.1 kg的小球(可看作质点)从B点正上方H0.75 m高处的A点自由下落，由B点进入圆弧轨道，从D点飞出，不计空气阻力，(取g10 m/s2)求：图6(1)小球经过B点时的动能；(2)小球经过最低点C时的速度大小vC；(3)小球经过最低点C时对轨道的压力大小.答案(1)0.75 J(2)5 m/s(3)6 N解析(1)小球从A点到B点，根据动能定理有：mgHEk代入数据得：Ek0.75 J.(2)小球从A点到C点，由动能定理有：mg(HR)mv代入数据得vC5 m/s.(3)小球在C点，受到的支持力与重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律有：FNmg，代入数据解得FN6 N由牛顿第三定律有：小球对轨道的压力 FN6 N.13. 如图7所示，质量m10 kg的物体放在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数0.4，g取10 m/s2，今用F50 N的水平恒力作用于物体上，使物体由静止开始做匀加速直线运动，经时间t8 s后，撤去F，求：图7(1)力F所做的功；(2)8 s末物体的动能；(3)物体从开始运动直到最终静止的过程中克服摩擦力所做的功.答案(1)1 600 J(2)320 J(3)1 600 J解析(1)在运动过程中，物体所受到的滑动摩擦力为Ffmg0.41010 N40 N，由牛顿第二定律可得物体加速运动的加速度a m/s21 m/s2，由运动学公式可得在8 s内物体的位移为lat2182 m32 m，所以力F做的功为WFFl5032 J1 600 J.(2)设在8 s末物体的动能为Ek，