物理（教科版必修2）课件第4章第4节动能动能定理

第四章机械能和能源第4节动能动能定理学习目标重点难点1．知道动能的定义、表达式、单位及特点．2．理解动能定理．3．会应用动能定理解决问题．1．对动能定理的理解是本节的重点．2．动能定理的理解和应用是本节的难点．一、动能阅读教材“动能”部分，回答下列问题．1．设某物体的质量为m，在与运动方向相同的恒力F的作用下发生—段位移l，速度由v1增加到v2，如图所示．(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、末速度和位移间的关系？(4)综合上述三式你能得到什么样的关系式？运动焦耳．1N·m1kg·m2/s2二、合外力做功和物体动能的变化1．推导：如图所示，物体的质量为m，在与运动方向相同的恒力F的作用下发生了一段位移l，速度由v1增加到v2，此过程力F做的功为W．动能的变化．Ek2－Ek1合力的功代数和．动能增加动能减少．4．适用范围：不仅适用于______做功和______运动，也适用于______做功和______运动情况．5．思考：在同一高度以相同的速率将手中的小球以上抛、下抛、平抛三种不同方式抛出，落地时速度、动能是否相同？提示：重力做功相同，动能改变量相同，末动能、末速度大小相同，但末速度方向不同．恒力直线变力曲线1．速度与动能的主要区别是什么？提示：速度是矢量、动能是标量．速度变化，动能不一定变化．探究一动能和动能定理

2．写出动能定理的表达式，怎样理解表达式中“＝”号的意义？提示：W＝ΔEk．等号的意义：①表示等式两边的单位相同，都是焦耳．②表示数量相等，可以通过计算物体动能的变化求合力做的功，也可以通过计算合力做的功求动能的变化．③表示因果关系，合外力做功是物体动能变化的原因．

下列关于运动物体所受的合力、合力做功和动能变化的关系，正确的是(

)A．如果物体所受的合力为零，那么合力对物体做的功一定为零B．如果合力对物体做的功为零，则合力一定为零C．物体在合力作用下做匀变速直线运动，则动能在一段过程中变化量一定不为零D．如果物体的动能不发生变化，则物体所受合力一定是零解析：功是力与物体在力的方向上发生的位移的乘积，如果物体所受的合力为零，那么合力对物体做的功一定为零，选项A正确；如果合力对物体做的功为零，可能是合力不为零，而是物体在力的方向上的位移为零，选项B错误；竖直上抛运动是一种匀变速直线运动，在上升和下降阶段经过同一位置时动能相等，动能在这段过程中变化量为零，选项C错误；动能不变化，只能说明速度大小不变，但速度方向有可能变化，因此合力不一定为零，选项D错误．答案：A【题后总结】动能与速度的关系：当动能发生变化时，物体的速度(大小)一定发生了变化；当速度发生变化时，可能仅是速度方向的变化，物体的动能可能不变．1．关于物体的动能，下列说法中正确的是(

)A．物体速度变化，其动能一定变化B．物体所受的合外力不为零，其动能一定变化C．物体的动能变化，其运动状态一定发生改变D．物体的速度变化越大，其动能一定变化也越大解析：选项A中若速度的方向变化而大小不变，则其动能不变化，故选项A错误；选项B中物体所受合外力不为零，只要速度大小不变，其动能就不变化，如匀速圆周运动中，物体所受合外力不为零，但速度大小始终不变，动能不变，故选项B错误；选项C中，物体动能变化，其速度一定发生变化，故运动状态改变，选项C正确；选项D中，物体速度变化若仅由方向变化引起，其动能可能不变，如匀速圆周运动中，速度变化，但动能始终不变，故选项D错误．答案：C探究二动能定理的应用

【题后总结】动能定理与牛顿运动定律运动学公式结合法的选择动能定理与牛顿运动定律运动学公式结合法是解决力学问题的两种重要方法，有的问题既能用牛顿运动定律与运动学公式结合法解决也能用动能定理解决：(1)通常情况下，某问题若涉及时间或过程的细节，要用牛顿运动定律与运动学公式结合法去解决；(2)某问题若不考虑具体细节、状态或时间，一般要用动能定理去解决．2．以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的小物块，假定物块所受的空气阻力f大小不变，已知重力加速度为g，则物块上升的最大高度和返回到原抛出点的速率分别为(

)探究三用动能定理处理多过程问题

解析：法一：分段法【题后总结】动能定理在多过程问题中的应用对于包含多个运动阶段的复杂运动过程，可以选择分段或全程应用动能定理．(1)分段应用动能定理时，将复杂的过程分割成一个个子过程，对每个子过程的做功情况和初、末动能进行分析，然后针对每个子过程应用动能定理列式，然后联立求解．(2)全程应用动能定理时，分析整个过程中出现过的各力的做功情况，分析每个力的做功，确定整个过程中合外力做的总功，然后确定整个过程的初、末动能，针对整个过程利用动能定理列式求解．当题目不涉及中间量时，选择全程应用动能定理更简单、更方便．3．总质量为M的汽车，沿平直公路匀速前进，其拖车质量为m，中途脱钩，司机发觉时，车头已行驶L的距离，于是立即关闭油门，除去牵引力．设汽车运动时所受的阻力与质量成正比，车头的牵引力是恒定的．当汽车的两部分都停止时，它们的距离是多少？解析：设汽车沿平直公路匀速前进的速度为v0，依题意作出草图，标明各部分运动的位移，如图所示．2．对动能定理的理解(1)表达式的理解：①公式W＝Ek2－Ek1中W是合外力做功，不是某个力做功，W可能是正功，也可能是负功．②Ek2、Ek1分别是末动能和初动能，Ek2可能大于Ek1，也可能小于Ek1．(2)普遍性：动能定理虽然可根据牛顿第二定律和匀变速直线运动的公式推出，但动能定理本身既适用于恒力作用过程，也适用于变力作用过程；既适用于物体做直线运动的情况，也适用于物体做曲线运动的情况．(3)研究对象及过程：动能定理的研究对象可以是单个物体也可以是相对静止的系统．动能定理的研究过程既可以是运动过程中的某一阶段，也可以是运动全过程．(4)因果关系：合外力对物体做功是引起物体动能变化的原因．合外力做正功时，动能增大；合外力做负功时，动能减小．(5)动能定理的实质：实质是功能关系的一种具体体现．合外力做功是改变物体动能的一种途径，物体动能的改变可由合外力做的功来度量．二、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．(2)对研究对象进行受力分析(研究对象以外的物体施于研究对象的力都要分析，含重力)．(3)写出该过程中合外力做的功，或分别写出各个力做的功(注意功的正负)．如果研究过程中物体受力情况有变化，要分别写出该力在各个阶段做的功．(4)写出物体的初、末动能(注意动能增量是末动能减去初动能)．(5)按照动能定理列式求解．2．动能定理与牛顿定律解题的比较牛顿定律动能定理相同