新教材同步系列2024春高中物理第八章机械能守恒定律3动能和动能定理课件新人教版必修第二册

第八章机械能守恒定律3动能和动能定理学习目标学法指导1．知道动能的定义和表达式，会计算物体的动能2．会用牛顿第二定律与运动学公式推导动能定理，理解动能定理的含义3．能用动能定理进行相关分析与计算1．复习初中学过的动能的相关内容，结合本节学习，掌握动能的概念及影响动能大小的因素2．通过实例掌握应用动能定理处理相关问题的基本思路，体会应用动能定理解题的优越性知识导图课前·

自主预习1．表达式质量为m的物体，以速度v运动时的动能：Ek＝________．2．动能是标量只有________，没有__________．3．单位与______的单位相同．国际单位为______，符号______．动能的表达式大小方向功焦耳J物体的动能会小于零吗？【答案】不会动能总大于或等于零．(2022年福清期中)一粒质量为20g的子弹以600m/s的速度飞行，与一只质量为80kg的鸵鸟以10m/s的速度奔跑相比 (

)A．鸵鸟的动能较大B．子弹的动能较大C．二者的动能一样大D．无法比较它们的动能【答案】A1．含义力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中_______的变化．这个结论叫作__________．2．表达式W＝__________或W＝_______________．动能定理动能动能定理Ek2－Ek1一个物体的速度从0增大到v，外力对物体做功为W1；速度再从v增大到2v，外力对物体做功为W2，则W1和W2的关系正确的是

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)A．W2＝3W1 B．W2＝2W1C．W2＝W1 D．W2＝4W1【答案】A课堂·

重难探究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．(2)Ek2、Ek1分别是末动能和初动能，Ek2可能大于Ek1，也可能小于或等于Ek1.动能定理的理解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．例1

(2023年潮州期末)如图甲所示的“滑滑梯”是小朋友喜爱的游戏活动．“滑滑梯”可简化为如图乙所示的模型，斜面AB倾角θ＝37°，AD高h＝2.4m，C点处有墙壁．一位质量为m＝15kg的小朋友(视为质点)从A点开始静止下滑，最后停在水平滑道BC上．甲乙假定小朋友与AB、BC间的动摩擦因数均为μ＝0.5，且经过B点时速度大小不变，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：(1)小朋友在滑行过程中重力势能变化量；(2)小朋友滑到B点时重力的功率；(3)为防止小朋友在C点碰墙，B、C间的最小距离应为多少米？解：(1)重力势能的变化量ΔEp＝mgh＝15×10×2.4J＝360J.变式1在体育课上，某同学练习投篮，他站在罚球线处用力将篮球从手中投出，如图所示，篮球约以1m/s的速度撞击篮筐．已知篮球质量约为0.6kg，篮筐离地高度约为3m，则该同学投篮时对篮球做的功约为

(

)A．1J B．10JC．40J D．100J【答案】B动能定理与牛顿定律解题的比较动能定理的应用项目牛顿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的情况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例2

(2023年湛江二中期中)如图所示，一质量m＝2kg的铅球从离地面高H＝2m处由静止开始下落，陷入沙坑中2cm深处，下落过程中铅球克服空气阻力做功W克＝4J，g取10m/s2.求：(1)铅球从开始下落至地面的过程中，重力势能的减少量ΔEp；(2)铅球落至地面时重力的瞬时功率；(3)沙子对铅球的平均阻力大小．变式2

(2023年哈尔滨阶段检测)球从地面由静止开始射门，在高度为h处射入球门，足球飞入球门的速度为v，足球质量为m，则球员将足球踢出时对足球做的功W为(不计空气阻力、足球可视为质点)(

)【答案】C变式3如图所示，竖直平面内有一固定光滑弧形轨道AB与粗糙水平地面平滑连接，B为弧形轨道的最低点．已知弧形轨道最高点A距离水平地面的高度h＝1.8m．现有一质量m＝0.5kg的滑块(可视为质点)，从A点由静止开始沿弧形轨道下滑，最后在水平地面上的C点停止运动．不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2.求：(1)滑块滑至B点时速度vB的大小；(2)滑块在水平地面上滑动过程中克服摩擦力做的功Wf.核心素养应用利用动能定理求解变力做功的步骤(1)分析物体的受力情况，确定哪些力是恒力，哪些力是变力，如果是恒力，写出恒力做功的表达式，如果是变力，用相应功的符号表示出变力所做的功；(2)分析物体运动的初、末状态，求出动能的变化量；(3)运用动能定理列式求解．科学思维——应用动能定理求解变力做功例3一个劲度系数k＝800N/m的轻质弹簧，两端分别连接着质量均为m＝12kg的物体A和B，将它们竖直静止地放在水平地面上，如图所示．在物体A上施加一竖直向上的变力F，使物体A由静止开始向上做匀加速运动，当t＝0.4s时物体B刚好离开地面(设整个匀加速过程弹簧都处于弹性限度内，g取10m/s2).求：(1)此过程中物体A的加速度的大小；(2)此过程中外力F所做的功．小练·

随堂巩固1．(2021年淮安月考)关于物体的动能，下列说法正确的是 (

)A．物体的质量、速度不变，其动能一定不变B．物体的动能不变，其速度一定不变C．两个物体中，速度大的动能也大D．某一过程中物体的速度变化，其动能一定变化【答案】A2．A、B两物体的速度之比为2∶1，质量的大小之比为1∶3，则它们的动能之比为

(

)A．12∶1 B．12∶3C．12∶5 D．4∶3【答案】D3．(多选)(2023武汉实验中学月考)质量为2kg的物体以某一初速度在水平面上滑行，由于摩擦力的作用，其动能随位移变化的关系图像如图所示，重力加速度g取10m/s2，以下说法正确的是 (

)A．物体与水平面间的动摩擦因数为0.25B．物体与水平面间的摩擦力大小为5NC．物体滑行过程中的动能的变化量为100JD．物体滑行的加速度大小为2.5m/s2【答案】ABD【答案】C【解析】设物体在AB段克服摩擦力做的功为Wf，对全过程应用动能定理：mgR－Wf－μmgR＝0，解得Wf＝mgR(1－μ)，故C正确，A、B、D错误．5．(2023年广州荔湾期中)如图所示，在滑雪场的滑道PQR上质量为60kg的滑雪爱好者从顶端P静止滑下，从末端R滑出时速度为18m/s，滑行过程中姿势保持不变，P端相对滑道最低点Q的高度24m，R端相对Q点高度4m．从P到R滑行过程中，该滑雪爱好者克服阻力做功和重力做功的比值约为

(

)A．0.1 B．0.2C．0.8