鲁科版高中物理必修第二册第1章功和机械能第3节动能和动能定理课件

第3节动能和动能定理必备知识清单破1|动能知识点1.定义物体因运动而具有的能量。2.表达式Ek=

mv2。3.单位与功的单位相同,在国际单位制中为焦耳,符号为J。1J=1kg·(m/s)2=1N·m。4.特点(1)动能具有瞬时性,是状态量。(2)动能具有相对性,选取不同的参考系,同一物体的动能一般不同。通常是指物体相对于地

面的动能。(3)动能是标量,没有方向,Ek≥0。1.内容合外力对物体所做的功等于物体动能的变化量。

2.表达式

W=Ek2-Ek1=

m

-

m

。说明:式中W为合外力做的功,它等于各力做功的代数和。2|动能定理知识点3.适用范围不仅适用于恒力做功,也适用于变力做功。

1.在两个运动物体中,速度大的动能也大。

(

)知识辨析判断正误，正确的画“√”，错误的画“✕”。

✕

提示由Ek=

mv2知动能大小与质量和速度都有关。2.某物体的速度加倍,它的动能也加倍。

(

)

✕

提示由Ek=

mv2知,某物体的速度加倍,它的动能将变为原来的4倍。3.物体的速度发生变化,其动能一定发生变化。

(

)

✕

提示速度为矢量,当速度方向改变,但大小不变时,动能不变。4.做匀速运动的物体的动能保持不变。

(

)√疑难情境破对动能定理的理解和应用疑难讲解分析1.对动能变化量的理解(1)表达式:ΔEk=Ek2-Ek1。(2)物理意义:ΔEk>0,表示动能增加;ΔEk<0,表示动能减少。(3)变化原因:力对物体做功是引起物体动能变化的原因,合外力做正功,动能增加,合力做负

功,动能减少。2.对动能定理的理解(1)表达式:W=ΔEk=Ek2-Ek1,式中的W为合外力对物体做的功。(2)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。(3)普遍性:既适用于恒力做功,也适用于变力做功;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。(4)实质:揭示了力对物体做的总功与物体动能变化的关系。①等值关系:某物体的动能变化量总等于合力对它做的功。②因果关系:合力对物体做功是引起物体动能变化的原因,合力做功的过程实际上是其他形式的能与动能相互转化的过程,转化了多少由合力做了多少功来量度。3.应用动能定理解题的注意事项(1)动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系的,一般选地面或相对地面静止的

物体为参考系。(2)应用动能定理的关键在于准确分析研究对象的受力情况及运动情况,可以画出运动过程

的草图,借助草图理解物理过程之间的关系。(3)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,也可以对全过程应用动能

定理。(4)列动能定理式子时,必须明确各力做功的正、负,确实难以判断的先假定为正功,最后根据

结果分析。4.动能定理与牛顿运动定律的比较

牛顿运动定律动能定理适用条件只能研究在恒力作用下物体做直线运动对于物体在恒力或变力作用下,物体做直线或曲线运动均适用应用方法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、末状态的动能运算方法矢量运算代数运算相同点确定研究对象,对物体进行受力分析和运动过程分析两种思路对比可以看出,应用动能定理解题不涉及加速度、时间,不涉及矢量运算,运算简

单不易出错。典例如图所示是公路上的“避险车道”,车道表面是粗糙的碎石【1】,其作用是供下坡的汽

车在刹车失灵的情况下避险。质量m=2.0×103kg的汽车沿下坡公路行驶,当驾驶员发现刹车

失灵的同时发动机失去动力【2】,此时速度表示数v1=36km/h,汽车继续沿下坡公路匀加速直

行l=350m、下降高度h=50m时到达“避险车道”,此时速度表示数v2=72km/h。(g取10m/s2)

(1)求从发现刹车失灵至到达“避险车道”这一过程汽车动能的变化量;(2)求汽车在下坡过程中所受的阻力;(3)若“避险车道”与水平面间的夹角为17°,汽车在“避险车道”受到的阻力是在下坡公路

上的3倍,求汽车在“避险车道”上运动的最大位移。(sin17°≈0.3)信息提取

【1】【2】汽车的牵引力为零,只有重力、阻力对汽车做功。思路点拨

(1)由动能的表达式【3】求出从发现汽车刹车失灵至到达“避险车道”这一过程

中汽车的初、末动能,得到动能的变化量。(2)刹车失灵后汽车下坡过程中只有重力和阻力做功,由动能定理【4】可求得阻力大小。(3)汽车在“避险车道”上运动的过程中,重力、阻力对汽车做功,初、末动能已知,由动能定

理求最大位移。解析

(1)发现汽车刹车失灵时汽车的速度v1=36km/h=10m/s,动能Ek1=

m

=1×105J汽车到达“避险车道”时的速度v2=72km/h=20m/s,动能Ek2=

m

=4×105J(由【3】得到)则动能的变化量ΔEk=Ek2-Ek1=3.0×105J(2)刹车失灵后汽车下坡过程中,有mgh-Ffl=ΔEk(由【4】得到)得Ff=

=2.0×103N(3)设汽车在“避险车道”上运动的最大位移是x,初动能为Ek