【课件】动能和动能定理2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

8.3动能和动能定理

物体的动能跟物体的质量和速度都有关系。物体的质量越大，速度越大，它的动能就越大。炮弹在炮筒内推力的作用下速度越来越大，动能增加。这种情况下推力对物体做了功。

你还能举出其他例子，说明动能和力做的功有关吗？这对于定量研究动能有什么启发呢？问题？一.动能的表达式

（1）动能表达式的推导在这一过程中，外力F所做的功W=FL③由牛顿第二定律有F=ma

①

研究上述表达式可以发现：

（2）对动能的理解

①动能具有相对性，参考系不同，速度就不同，所以动能也不同.在没有特别指明时，一般都以地面为参考系.②动能是状态量，是表征物体运动状态的物理量．物体的运动状态一旦确定，物体的动能也就确定了.③物体的动能与速度的大小有关，而与速度的方向无关.动能是标量，且恒为正值.2016年8月16日，我国成功发射首颗量子科学实验卫星“墨子号”，它的质量为631kg，某时刻它的速度大小为7.6km/s，此时它的动能是多少？思考与讨论

例1．关于物体的动能，下列说法中正确的是（)A．若物体速度变化，则其动能一定变化

B．若物体所受的力不为零，则其动能一定变化

C．若物体的动能变化，则其运动状态一定变化

D．物体的速度变化越大，其动能的变化一定也越大C二.动能定理力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化.2.动能定理的表达式1.动能定理的内容

3.对动能定理的理解（1）物体受到几个力的共同作用时，动能定理中的力对物体做的功即为总功，它等于各个力做功的代数和.即总功也可理解为合力做的功.（2）动能定理中各项均为标量，因此速度方向的改变不影响动能的大小.如匀速圆周运动过程中，合外力方向指向圆心，与速度方向始终保持垂直，所以合外力做功为零，动能变化为零.

①ΔEk>0表示物体动能增加，力对物体做正功②ΔEk<0表示物体动能减少，力对物体做负功（4）功是过程量，而动能是状态量.动能定理表示了过程量等于状态量的改变量.物体动能的变化是通过做功的过程来实现的.4.应用动能定理解题的基本步骤（3）应用动能定理时，必须明确各力做功的正负．当一个力做负功时，可设物体克服该力做功为W，则该力做功为-W，也可以直接用字母W表示该力做功，使其字母本身含有负号.注意：（1）动能定理往往用于单个物体的运动过程，由于不涉及加速度及时间，比动力学研究方法要简便.（2）当物体的运动包含多个不同过程时，可分段应用动能定理求解；当所求解的问题不涉及中间的速度时，也可以全过程应用动能定理求解.

D

拓展一：动能定理与牛顿运动定律解题的比较

牛顿运动定律动能定理适用条件应用方法运算方法相同点只能研究恒力作用下物体做直线运动或曲线运动的过程对于物体在恒力或变力作用下，物体做直线或曲线运动的过程均适用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、末状态的动能矢量运算代数运算确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动过程分析

BC拓展二：实验：探究功与速度变化的关系（1）实验中用橡皮筋拉动小车做功使小车获得动能，探究橡皮筋拉力所做的功与小车速度变化的关系.橡皮筋的拉力是变力，没有现成的公式可以计算功的大小.然而，改变橡皮筋的条数，使小车移动相同的距离，则橡皮筋拉力所做功的大小与橡皮筋的条数成正比.也就是说，在相同的位移情况下，用一条橡皮筋做的功为W，用两条同样的橡皮筋做的功就是2W，用三条同样的橡皮筋做的功就是3W,······该实验方法巧妙地避开了功的计算，直接确定了橡皮筋拉力对小车所做功的倍数关系.1.本实验的探究思想（2）小车获得的速度v可以利用打点计时器打出的纸带测算，也可以用其他方法测出.长木板、小车、橡皮筋、打点计时器、刻度尺、电源和纸带等.2.探究实验（1）实验目的①通过实验探究力对物体做的功与物体速度变化的关系.②体会探究过程和所用方法.（2）实验器材②把打点计时器固定在长木板的一端，将纸带穿过打点计时器的限位孔，纸带的一端固定在小车的后端，再将木板固定有打点计时器的一端稍微垫高，使小车所受到的重力沿斜面向下的分力平衡小车受到的滑动摩擦力.（3）实验过程①先将钉有钢钉的长木板放在水平桌面上，并在长木板上放好实验小车.③采用如图所示的实验装置，分别用1条、2条、3条、···相同的橡皮筋将小车拉到同一位置释放，橡皮筋的拉力对小车所做的功依次为W、2W、3W···

3.数据处理

注意说明在利用图像确定物理量间的函数关系时，必须把它们表示成一次函数形式的线性关系，因为我们无法确定图像的弯曲程度是否刚好符合特定的函数关系，如反比例函数、二次函数等，而一次函数图像较容易判断分析.（5）让小车挂住橡皮筋的中点，放正小车，使小车沿木板的中线运动.4.注意事项（1）测小车速度时，应选纸带上点迹均匀分布的那一部分.（2）橡皮筋应选规格一样的，力对小车做的功以一条橡皮筋做的功为单位即可，不必计算出具体数值.（3）每次释放小车时，都要让它从同一位置由静止开始运动.（4）小车质量应大一些，使纸带上打的点多一些．例3.功与速度变化的关系"的实验如图所示，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出的，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W．当用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时（每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致），每次实验中小车获得的速度根据打点计时器所打的纸带上的点计算出．(1）除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和

电源

（填"交流"或"直流");交流(2）实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡摩擦阻力，则下面操作正确的是（)A．放开小车，能够自由下滑即可B．放开小车，能够匀速下滑即可C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可

D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下