动能定理课件

第七节动能和动能定理课标定位学习目标:1.明确动能的表达式及其含义；2.会用牛顿定律结合运动学规律推导出动能定理；3.理解动能定理及其含义，并能利用动能定理解决有关问题.重点难点：对动能定理的理解及应用.易错问题：不能正确对物体进行受力分析，表达出外力对物体做的总功.基础知识梳理一、动能的表达式1.动能：物体由于运动而具有的能.2.表达式：Ek=______，其中v是_______速度.3.动能的单位（1）国际单位是______，符号为J，与功的单位相同.（2）1J=1kg·m2/s2=1N·m瞬时mv2焦耳注意：能量有多种形式，动能是其中一种，动能与其他形式的能量之间可以相互转化.二、动能定理1.定理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______的变化.2.表达式：W=Ek2-Ek1=动能其中：（1）Ek1=表示物体的________；（2）Ek2=表示物体的________；（3）W表示物体所受_______做的功，或者物体所受所有外力对物体做功的_________.3.适用范围（1）动能定理既适用于求恒力做功，也适用于求_______做功.初动能末动能合力代数和变力（2）动能定理既适用于直线运动，也适用于_____运动.注意：动能定理不涉及物体运动过程中的加速度和时间，应用动能定理时，只需要考虑运动过程中初末状态动能的变化量即可，因此应用动能定理处理问题有时比较方便.曲线核心要点突破一、对动能概念的进一步理解1.动能是标量，只有大小没有方向，动能没有负值，与物体的速度方向无关.2.动能是状态量，具有瞬时性，物体在某一状态的动能由物体的质量和该状态下物体的速度共同决定.3.物体的动能具有相对性，由于对不同的参考系，同一物体的瞬时速度有不同值，所以在同一状态下物体的动能也有不同值.一般地如无特别说明，物体的动能均是相对于地面的.二、对动能定理的理解及应用1.物理意义动能定理揭示了物体动能的变化是通过外力做功的过程（即力对空间的积累）来实现的，并且通过功来量度，即外力对物体做的总功对应着物体动能的变化.若合力做正功，物体动能增加，其他形式的能转化为动能.若合力做负功，物体动能减少，动能转化为其他形式的能.动能定理的表达式中等号的意义是一种因果关系，表明了数值上是相等的，并不意味着“功就是动能增量”，也不是“功转变成动能”，而是“功引起物体动能的变化”.2.应用动能定理时应注意的问题(1)动能定理是标量式，式中的v是相对于同一参考系，一般指相对于地面.（2）对单一物体的单一过程，W指合外力做的功.若对某一过程的不同阶段，物体受力情况发生变化，则W应是所有外力所做的总功，即各力做功的代数和.（3）若研究对象是由两个以上的物体组成的系统，则对整个系统来讲，W还应包括系统内力做功,这种情况下，Ek2-Ek1为整个系统动能的变化.（4）该式不仅适用于恒力做功，也适用于变力做功.（5）该式不仅适用于直线运动，也适用于曲线运动.3.动能定理的应用步骤（1）明确研究对象及所研究的物理过程.（2）对研究对象进行受力分析，并确定各力所做的功，求出这些力的功的代数和.（3）确定始、末态的动能（未知量用符号表示），根据动能定理列出方程W总=Ek2-Ek1.（4）求解方程，分析结果.关于物体的动能，下列说法中正确的是（）A.一个物体的动能可能小于零B.一个物体的动能与参考系的选取无关C.动能相同的物体的速度一定相同D.两质量相同的物体，若动能相同，其速度不一定相同课堂互动讲练类型一对动能概念的理解【解析】由Ek=mv2知动能不会小于零，故A错；因v的大小与参考系的选取有关，故动能的大小也与参考系的选取有关，故B错；由Ek=mv2知，动能的大小与物体的质量和速度的大小都有关系，动能相同，速度不一定相同，故C错；质量相同的物体，动能相同时，速度大小一定相同，但速度方向不一定相同，故D对.【答案】D1.质量一定的物体()A.速度发生变化时其动能一定变化B.速度发生变化时其动能不一定变化C.速度不变时其动能一定不变D.动能不变时其速度一定不变变式训练解析：选BC.速度是矢量，速度变化时可能只有方向变化，而大小不变，动能是标量，所以速度只有方向变化时，动能可以不变；动能不变时，只能说明速度大小不变，但速度方向不一定不变，故只有B、C正确.类型二动能定理的灵活应用物体从高出地面H处由静止自由落下，不考虑空气阻力，落至沙坑表面后又进入沙坑h停止（如图7-7-1所示）.求物体在沙坑中受到的平均阻力是其重力的多少倍.图7-7-1【解析】法一：选物体为研究对象，研究自由落体过程，只有重力做功，设物体质量为m，落到沙坑表面时速度为v，根据动能定理有mgH=mv2-0①再研究物体在沙坑中的运动过程，重力做正功，阻力Ff做负功，根据动能定理有mgh-Ffh=0-mv2②由①②两式解得可见物体在沙坑中受到的平均阻力是其重力的

倍.法二：研究物体运动的全过程，根据动能定理有mg（H+h）-Ffh=0,解得可见物体在沙坑中受到的平均阻力是其重力的

倍.【答案】见解析【点评】若物体的运动过程包含几个不同的物理过程，用动能定理解题时，可以分段列方程，然后联立求解.也可以视全过程为一整体方程求解.但求功时，有些力不是全过程都起作用的，必须根据不同的情况分别对待，求出总功，计算时要注意各力分别做的是正功还负功.变式训练2.（2010年长沙市高一检测）如图7-7-2所示，质量为m的物体，从高为h、倾角为θ的光滑斜面顶端由静止开始沿斜面下滑，最后停在水平面上，已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ.求：（1）物体滑动至斜面底端时的速度大小；（2）物体在水平面上滑过的距离.图7-7-2解析：（1）由动能定理可得mgh=mv2，v=.（2）设物体在水平面上滑过的距离为l，由动能定理：-μmgl=0-mv2得此题也可对整个过程用动能定理求解：mgh-μmgl=0-0,整理得答案：（1）（2）类型三用动能定理求解变力做的功一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点，小球在水平力F作用下，从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点，如图7-7-3所示，则力F所做的功为（）图7-7-3A.mglcosθB.FlsinθC.mgl（1-cosθ）D.Flcosθ【思路点拨】因为是一缓慢过程，故小球时刻处于平衡状态，所以力F为一变力，无法利用功的定义式求解，但可应用动能定理求解.【解析】由动能定理得WF+WG=0又WG=-mgl（1-cosθ）所以WF=mgl（1-cosθ）,C正确.【答案】C【点评】利用动能定理求变力做的功时，可先把变力的功用字母W表示出来，再结合物体动能的变化进行求解.变式训练3.（2010年北京海淀区高一检测）如图7-7-4所示，质量为m的物体置于光滑水平面上，用一根绳子的一端固定在物体上，另一端通过定滑轮以恒定的速度v0拉