第23讲动能定理

1、人人 教教 物物 理理第第23讲动讲动 能能 定定 理理http:/ 主基 础 构 建导学建议导学建议动能定理是功能关系的重要体现，是推导机械能守恒定律的动能定理是功能关系的重要体现，是推导机械能守恒定律的依据，是本单元的重中之重，也是每年高考必考内容因此学好依据，是本单元的重中之重，也是每年高考必考内容因此学好动能定理对每个学生都尤为重要动能定理对每个学生都尤为重要人人 教教 物物 理理自主导学自主导学一、动能一、动能1 1概念：物体由于概念：物体由于运动运动而具有的能叫动能；物体的动能等于而具有的能叫动能；物体的动能等于物体的物体的质量与物体速度的二次方的乘积的一半质量与物体速度的二次方的

2、乘积的一半2 2定义式：定义式：E Ek k mvmv2 2，v v为瞬时速度为瞬时速度3 3单位：单位：焦耳焦耳(J)(J)4 4动能概念的理解动能概念的理解(1)(1)动能是标量，且没有负值动能是标量，且没有负值(2)(2)动能具有瞬时性，在某一时刻，物体具有一定的速度，也就动能具有瞬时性，在某一时刻，物体具有一定的速度，也就具有一定的动能具有一定的动能http:/ 教教 物物 理理(3)(3)动能具有相对性，对不同的动能具有相对性，对不同的参考系参考系，物体的速度有不同，物体的速度有不同的瞬时值，也就具有不同的动能，一般都以的瞬时值，也就具有不同的动能，一般都以地面地面为参考系研究物为参

3、考系研究物体运动的动能体运动的动能 名师点拨名师点拨动能是状态量，为标量，速度为矢量物体的运动状态发生改动能是状态量，为标量，速度为矢量物体的运动状态发生改变即速度发生改变，但动能不一定变化；反之动能变化，运动状态变即速度发生改变，但动能不一定变化；反之动能变化，运动状态一定发生变化一定发生变化 关于物体的动能，下列说法中正确的是关于物体的动能，下列说法中正确的是( () )A A一个物体的动能总是大于或等于零一个物体的动能总是大于或等于零B B一个物体的动能对不同的参考系是相同的一个物体的动能对不同的参考系是相同的C C一个物体的动能不变，速度一定不变一个物体的动能不变，速度一定不变http

4、:/ 1人人 教教 物物 理理D D质量相同的两个物体，若动能相同，则它们的速度相同质量相同的两个物体，若动能相同，则它们的速度相同【解析解析】动能是标量，一个物体的动能不会小于零，选项动能是标量，一个物体的动能不会小于零，选项A A正确；正确；由于由于v v的大小还跟参考系的选取有关，所以导致物体的动能相对不同参的大小还跟参考系的选取有关，所以导致物体的动能相对不同参考系是不同的，选项考系是不同的，选项B B错误；一个物体的动能不变，说明物体速度的大错误；一个物体的动能不变，说明物体速度的大小没有变化，但速度的方向可能变化，故选项小没有变化，但速度的方向可能变化，故选项C C错误；对于质量相

5、同的错误；对于质量相同的两个物体，动能相同时，速度的大小相同，但速度的方向不一定相同，两个物体，动能相同时，速度的大小相同，但速度的方向不一定相同，故选项故选项D D错误错误【答案答案】A A二、物体的动能变化二、物体的动能变化物体的动能变化是末动能与初动能的差值物体的动能变化是末动能与初动能的差值http:/ 教教 物物 理理名师点拨名师点拨动能为标量，所以动能的变化量直接利用末动能减去初动能即动能为标量，所以动能的变化量直接利用末动能减去初动能即可，但是在计算速度的变化量时，一定要先设正方向，再进行矢量可，但是在计算速度的变化量时，一定要先设正方向，再进行矢量运算运算三、动能定理三、动能定

6、理1 1内容：合外力对物体做的总功等于物体动能的改变量内容：合外力对物体做的总功等于物体动能的改变量3 3对动能定理的理解对动能定理的理解(1)(1)W W总总是合外力对物体做的总功，等于所有外力对物体做功是合外力对物体做的总功，等于所有外力对物体做功的代数和的代数和http:/ 教教 物物 理理(2)W(2)W总总0 0表示合外力作为动力对物体做正功，物体的动能增表示合外力作为动力对物体做正功，物体的动能增加；加；W W总总0 0表示合外力作为阻力对物体做表示合外力作为阻力对物体做负功，物体的动能减少负功，物体的动能减少(3)(3)动能定理的应用广泛，既适用于直线运动，也适用于曲线运动能定理

7、的应用广泛，既适用于直线运动，也适用于曲线运动；既适用于恒力做功的情况，也适用于变力做功的情况动；既适用于恒力做功的情况，也适用于变力做功的情况(4)(4)若物体运动的过程中包含几个不同过程，应用动能定理时，若物体运动的过程中包含几个不同过程，应用动能定理时，可以分段考虑，也可以将全过程作为一个整体来处理可以分段考虑，也可以将全过程作为一个整体来处理(5)(5)动能定理对应的是一个过程动能定理对应的是一个过程, ,并且它只涉及物体初末状态的动并且它只涉及物体初末状态的动能和整个过程中合外力做的功能和整个过程中合外力做的功, ,它不涉及物体运动过程中的加速度、它不涉及物体运动过程中的加速度、时间

8、以及中间状态的速度和动能，因此用它处理问题比较方便时间以及中间状态的速度和动能，因此用它处理问题比较方便 一个质量为一个质量为25 kg25 kg的小孩从高度为的小孩从高度为3.0 m3.0 m的滑梯顶的滑梯顶端由静止开始滑下，滑到底端时的速度为端由静止开始滑下，滑到底端时的速度为2.0 m/s.2.0 m/s.取取g g10 m/s10 m/s2 2，http:/ 2人人 教教 物物 理理http:/ 教教 物物 理理题型一：运用动能定理求功题型一：运用动能定理求功 一颗质量一颗质量m m10 g10 g的子弹以的子弹以v v600 m/s600 m/s的速度从枪口的速度从枪口飞出飞出(1)

9、(1)子弹飞出枪口时的动能为多少？子弹飞出枪口时的动能为多少？(2)(2)若测得枪膛的长度若测得枪膛的长度l l0.6 m0.6 m，则火药引爆后产生的高温高压，则火药引爆后产生的高温高压气体在枪膛内对子弹的平均推力有多大？气体在枪膛内对子弹的平均推力有多大？ 思维点拨思维点拨 枪发射子弹的过程，涉及的能量转化如下：枪发射子弹的过程，涉及的能量转化如下：http:/ 型型 方方 法法例题1人人 教教 物物 理理http:/ 教教 物物 理理先计算出物体的动能变化和已知力做的功，再根据动能定理求未先计算出物体的动能变化和已知力做的功，再根据动能定理求未知力知力( (包括变力包括变力) )做的功，

10、这是求变力做功的重要途径做的功，这是求变力做功的重要途径题型二：对物体系应用动能定理题型二：对物体系应用动能定理 如图所示，在水平桌面的边角处有一轻质光滑的定滑轮如图所示，在水平桌面的边角处有一轻质光滑的定滑轮K K，一条不可伸长的轻绳绕过，一条不可伸长的轻绳绕过K K分别与物块分别与物块A A、B B相连，相连，A A、B B的质量分别的质量分别为为m mA A、m mB B. .开始时系统处于静止状态现用一水平恒力开始时系统处于静止状态现用一水平恒力F F拉物块拉物块A A，使物，使物块块B B上升已知当上升已知当B B上升高度为上升高度为h h时，时，B B的速度为的速度为v v. .求

11、此过程中物块求此过程中物块A A克克服摩擦力所做的功服摩擦力所做的功( (重力加速度为重力加速度为g g) ) 思维点拨思维点拨 本题可以采用隔离法，对各物体应用动能定理求解，本题可以采用隔离法，对各物体应用动能定理求解，也可以对整个物体系应用动能定理解题也可以对整个物体系应用动能定理解题http:/ 教教 物物 理理http:/ 教教 物物 理理运用动能定理的研究对象可以是质点运用动能定理的研究对象可以是质点( (单个物体单个物体) )，也可以扩，也可以扩展到系统对于后者要分清各力的做功情况，要注意系统中各个物展到系统对于后者要分清各力的做功情况，要注意系统中各个物体的速度，千万不要一看到连

12、接体就认为速度相等，要注意速度的体的速度，千万不要一看到连接体就认为速度相等，要注意速度的合成与分解合成与分解题型三：动能定理与图象问题的结合题型三：动能定理与图象问题的结合 一物体放在升降机底板上，随同升降机由静止开始竖一物体放在升降机底板上，随同升降机由静止开始竖直向下运动，运动过程中物体的机械能与物体位移关系的图象如图直向下运动，运动过程中物体的机械能与物体位移关系的图象如图甲所示，其中甲所示，其中0 0s s1 1过程的图线为曲线，过程的图线为曲线，s s1 1s s2 2过程的图线为直线过程的图线为直线根据该图象，下列判断正确的是根据该图象，下列判断正确的是( () )http:/

13、教教 物物 理理A A0 0s1s1过程中物体所受合力一定是变力过程中物体所受合力一定是变力B Bs1s1s2s2过程中物体可能在做匀速直线运动过程中物体可能在做匀速直线运动C Cs1s1s2s2过程中物体可能在做变加速直线运动过程中物体可能在做变加速直线运动D Ds1s1s2s2过程中物体的动能可能在不断增大过程中物体的动能可能在不断增大 思维点拨思维点拨 对于图象问题，最好先找出纵轴坐标代表的物理量对于图象问题，最好先找出纵轴坐标代表的物理量与横轴坐标代表的物理量之间的关系式，根据关系式再解读图象与横轴坐标代表的物理量之间的关系式，根据关系式再解读图象http:/ 教教 物物 理理http

14、:/ 教教 物物 理理解决物理图象问题的方法可分三步：解决物理图象问题的方法可分三步：(1)(1)观察题目给出的图象，弄清纵坐标、横坐标所对应的物理观察题目给出的图象，弄清纵坐标、横坐标所对应的物理量及图线所表示的物理意义量及图线所表示的物理意义(2)(2)根据物理规律推导出纵坐标与横坐标所对应的物理量间的根据物理规律推导出纵坐标与横坐标所对应的物理量间的函数关系式函数关系式(3)(3)将推导出的物理规律与数学上与之相对应的标准函数关系将推导出的物理规律与数学上与之相对应的标准函数关系式相对比，找出图线的斜率、截距、图线的交点，图线下的面积所式相对比，找出图线的斜率、截距、图线的交点，图线下的

15、面积所对应的物理意义，分析解答问题或者利用函数图线上的特定值代对应的物理意义，分析解答问题或者利用函数图线上的特定值代入函数关系式求物理量入函数关系式求物理量题型四：运用动能定理求解多过程问题题型四：运用动能定理求解多过程问题 如图所示，如图所示，ABAB与与CDCD为两个对称斜面，为两个对称斜面，http:/ 教教 物物 理理其上端足够长、下端分别与一个光滑的圆弧面的两端相切，圆弧其上端足够长、下端分别与一个光滑的圆弧面的两端相切，圆弧对应的圆心角为对应的圆心角为120120，半径，半径R R2.0 m2.0 m一个物体在离弧底一个物体在离弧底E E高度高度h h4.0 4.0 m m处，以

16、初速度处，以初速度v v0 02.0 m/s2.0 m/s沿斜面向上运动若物体与两斜面的动摩擦沿斜面向上运动若物体与两斜面的动摩擦因数均为因数均为0.20.2，则物体在两斜面上，则物体在两斜面上( (不包括圆弧部分不包括圆弧部分) )一共能走多长路程一共能走多长路程？( (g g取取10 m/s10 m/s2 2) ) 思维点拨思维点拨 物体先向上运动然后滑下，再滑至物体先向上运动然后滑下，再滑至CDCD轨道，物体将在两轨道和圆弧上往复滑动，由于摩擦力做负功，轨道，物体将在两轨道和圆弧上往复滑动，由于摩擦力做负功，物体到达的位置越来越低，直到最高点为物体到达的位置越来越低，直到最高点为B B或

17、或C C. .物体在物体在ABAB、CDCD轨道上所轨道上所受的摩擦力大小恒定，受的摩擦力大小恒定，f fmgmgcos 60cos 60. .那么摩擦力做的总功可用那么摩擦力做的总功可用W Wf ff fs s表示，其中表示，其中s s为物体在为物体在ABAB、CDCD轨道上滑行的总路程；再对全过程轨道上滑行的总路程；再对全过程运用动能定理即可求出总路程运用动能定理即可求出总路程 规范解析规范解析 设物体整个过程在两斜面上走过的总路程为设物体整个过程在两斜面上走过的总路程为s s，由动能，由动能定理得：定理得：http:/ 教教 物物 理理http:/ (而不是位移而不是位移) )人人 教教

18、 物物 理理高考排雷高考排雷 一个物体以一定的初速度沿水平面由一个物体以一定的初速度沿水平面由A A点滑到点滑到B B点，物点，物体克服摩擦力做功为体克服摩擦力做功为W W1 1；若该物体从；若该物体从A A沿两斜面滑到沿两斜面滑到B B，物体克，物体克服摩擦力做的总功为服摩擦力做的总功为W W2 2，如图所示已知物体与各接触面间的动摩，如图所示已知物体与各接触面间的动摩擦因数均相同，则擦因数均相同，则( () )A AW W1 1 W W2 2 B BW W1 1W W2 2C CW W1 1 v vP P、E Ek kP P E Ek kP P，所以，所以A A正确；因摩擦生热正确；因摩擦

19、生热Q Qf fs s路路, ,前一过程滑过的路程小，前一过程滑过的路程小，摩擦力大，后一过程路程大，摩擦力小故无法判断摩擦生热的大小，摩擦力大，后一过程路程大，摩擦力小故无法判断摩擦生热的大小，所以所以B B错误；由动能定理：错误；由动能定理： mvmv2 2mgHmgHQ Q热热，两次下滑过程摩擦力的平均，两次下滑过程摩擦力的平均值相同，位移相同，故到达底端的速度相等，所以值相同，位移相同，故到达底端的速度相等，所以C C错误；由以上图象错误；由以上图象的分析可知，的分析可知，t tt t，所以，所以D D正确正确【答案答案】ADADhttp:/ 教教 物物 理理3 320092009年高

20、考年高考宁夏理综卷宁夏理综卷 冰壶比赛是在水平冰面上进行的冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目，比赛场地示意如图比赛时，运动员从起滑架处推着冰体育项目，比赛场地示意如图比赛时，运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线壶出发，在投掷线ABAB处放手让冰壶以一定的速度滑出，使冰壶的停处放手让冰壶以一定的速度滑出，使冰壶的停止位置尽量靠近圆心止位置尽量靠近圆心O.O.为使冰壶滑行得更远，运动员可以用毛刷擦为使冰壶滑行得更远，运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面，使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小设冰壶冰壶运行前方的冰面，使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小设冰壶与冰面间的动摩擦因数与冰面间的动摩擦因数1 10.0080.008，用毛刷擦冰面后动摩擦因数减少，用毛