7-3-1-动能-动能定理(备课件)高一物理同步备课系列

第七章机械能守恒定律7.3.1动能

动能定理沪科版（2020）高中物理必修第二册加速度减小的加速直线运动运动性质过程分析OA段P­t图和v­t图以恒定加速度启动以恒定功率启动两种方式机车的功率：牵引力的功率（发动机提供）P=FV知识回顾BC段加速度减小的加速运动以vm匀速直线运动运动性质过程分析AB段以恒定加速度启动以恒定功率启动两种方式

恒定功率下的加速度一定不是匀加速，这种加速过程发动机做的功可用W＝Pt计算，不能用W＝Fl计算(因为F为变力)．以恒定牵引力加速时的功率一定不恒定，这种加速过程发动机做的功常用W＝Fl计算，不能用W＝Pt计算(因为功率P是变化的)．三个重要关系式热身训练汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶,发动机功率为P,牵引力为F0。t1时刻,司机减小了油门,使汽车的功率立即减小一半,并保持该功率继续行驶,到t2时刻,汽车又恢复了匀速直线运动(设整个过程中汽车所受的阻力不变).下面几个关于汽车牵引力F、汽车速度v在这个过程中随时间t变化的图像中正确的是（）

AD新课引入水流的动能子弹的动能乒乓球被球拍击打后飞向对手热气球在空气浮力的作用龙卷风带来的强大破坏【理论·探究】

乒乓球、子弹、热气球、龙卷风在受到力的作用后都在运动，说明它们都具有能量。这种能量的特点是什么？它们和做功有什么关系？物体由于运动而具有的能量叫作动能。在初中我们已经知道，物体的动能大小与物体的质量和速度大小有关。物体的质量越大，速度越大，它的动能就越大。运动学xABv0质量为m的某物体在光滑水平面上运动，在与运动方向相同的恒力F的作用下发生一段位移x，速度由v1增加到v2，该过程中F做的功与速度有什么定量关系？Fvt动力学mgFNF做的功末态初态做功过程就是能量转化和转移的过程物体的动能与物体的质量和速度有关令定量描述物体运动的物理量为动能知识点一：动能1、定义：物体由于运动而具有的能量，称为物体的动能。2、表达式：Ek=mv221（1）公式中v是瞬时速度，对地速度；（2）国际单位为焦耳（J）；

（物体的动能等于物体的质量与物体速度的二次方的乘积的一半）（1）动能是标量，且只有正值，动能只与物体的速度大小有关，与速度方向无关。3.对动能表达式的理解AＤCB物体的动能变化时，速度一定变化；速度变化时，动能不一定变化。（2）动能是状态量，v是瞬时速度。在某一时刻，物体具有一定的速度，物体的运动状态一定,物体的动能一定，动能是反映物体本身运动状态的物理量。（3）动能具有相对性，对不同的参考系，物体速度有不同的瞬时值，也就具有不同的动能，不作说明一般都以地面为参考系研究物体的运动。运动是相对的。当鸟儿与飞机相对而行时，虽然鸟儿的速度不是很大，但是飞机的飞行速度很大，这样对于飞机来说，鸟儿的动能就很大。如果是一只1.8千克的鸟撞在速度为每小时700千米的飞机上，产生的冲击力比炮弹的冲击力还要大。鸟击落飞机

例题精讲1．改变汽车的质量和速率，都能使汽车的动能发生变化，在下面几种情况中，汽车的动能变为原来的2倍的是（）A．质量不变，速率变为原来的2倍 B．质量和速率都变为原来的2倍C．质量变为原来的2倍，速率减半 D．质量减半，速率变为原来的2倍【答案】D【详解】由动能表达式可知，m不变，v变为原来的2倍，Ek变为原来的4倍，同理，m和v都变为原来的2倍时，Ek变为原来的8倍，m变为原来的2倍，速率减半时，Ek变为原来的一半，m减半，v变为原来的2倍时，Ek变为原来的2倍，D正确。故选D。2.一物体做变速运动时，下列说法正确的是（）A．合外力一定对物体做功，使物体动能改变B．物体所受合外力一定不为零C．合外力一定对物体做功，但物体动能可能不变D．物体加速度一定不为零【答案】BD【解析】考察学生对涉及力、速度、加速度、功和动能各物理量的牛顿定律和动能定理的理解。只要考虑到匀速圆周运动的例子，很容易得到正确答案B、D。3．下列有关动能的叙述，其中正确的是（）A．若甲⼄两物体质量之⽐为2：1，它们的速度之⽐为1：2，则两物体的动能是相等的 B．若甲⼄两物体质量之⽐为2：1，它们的速度之⽐为1：2，则两物体的动能之⽐为4：1 C．若甲⼄两物体质量之⽐为4：1，它们的速度之⽐为1：2，则两物体的动能之⽐为2：1 D．若甲⼄两物体质量之⽐为4：1，它们的速度之⽐为1：4，则两物体的动能之⽐为1：43．【解答】解：AB、甲、乙两物体质量之比为m1：m2＝2：1，它们的速度之比v1：v2＝1：2，根据公式Ek＝

，两物体的动能是之比为1：2，故AB错误；CD、甲、乙两物体质量之比为m1：m2＝4：1，它们的速度之比v1：v2＝1：2，根据公式Ek＝

，两物体的动能之比为1：1，故C错误；D、甲、乙两物体质量之比为m1：m2＝4：1，它们的速度之比v1：v2＝1：4，根据公式Ek＝

，两物体的动能之比为1：4，故D正确；故选：D。4．改变汽车的质量和速度，都可能使汽车的动能发生改变。在下列几种情况下，汽车的动能各是原来的几倍（）A．质量不变，速度增大到原来的2倍B．速度不变，质量增大到原来的2倍C．质量减半，速度增大到原来的4倍D．速度减半，质量增大到原来的4倍【答案】B【详解】根据公式A．当质量不变，速度增大到原来的2倍，动能变为原来的4倍；B．当速度不变，质量增大到原来的2倍，动能变为原来的2倍；C．当质量减半，速度增大到原来的4倍，动能增大到原来的8倍；D．当速度减半，质量增大到原来的4倍，动能不变。故选B。1、动能定理：可以写成：W＝Ek2

－Ek1这个关系表明，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。这个结论叫作动能定理。初动能末动能总功知识点二：动能定理2、动能定理理解(1)表达式W＝ΔEk中的W为外力对物体做的总功．求总功W=Flcosα求各力的功W1、W2、W3…求合力F求总功W=W1+W2+W3+…思路二思路一求总功的思路(2)动能定理描述了做功和动能变化的两种关系．①等值关系：物体动能的变化量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，做功的过程实质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的功来度量。合力做正功，W>0ΔEk>0，动能增大合力做负功，W<0ΔEk<0，动能减小合力做的功等于动能的变化量W＝ΔEk做功是能量转化的量度！1.一架喷气式飞机，质量ｍ＝5×103kg，当起飞过程中从静止开始滑跑的路程为l＝5.3×102ｍ时，达到起飞速度v＝60ｍ/s，在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的k倍(ｋ＝0.02)，求飞机受到的牵引力。

例题精讲解：①常规方法②动能定理法关键：1.正确计算物体所受外力做的总功；2.明确物体在运动过程中初、末状态的动能值。【解题步骤】

总结：动能定理不涉及物理运动过程中的加速度和时间，而只与物体的初末状态有关。在处理物理问题时，应优先考虑应用动能定理。（1）确定研究对象，通常是单个物体；（3）分析物体的受力情况，明确各力做功的情况（做功的大小和正负），并确定外力所做的总功；（4）明确初、末状态的动能，确定动能的变化ΔEk；（5）根据动能定理W总=Ek2-Ek1列方程求解；（2）明确运动过程，可以是某段过程，也可以是整个过程；“三同”：a、力对“物体”做功与“物体”动能变化中”物体”要相同，即

同一物体b、由于和中的s与v跟参考系的选取有关，应取

同一参考系c、物体做功的“过程”应与物体动能变化的“过程”一样，即

同一过程W合

=mv2221

－mv1221

=Ek2

－Ek1

=ΔEk2．一质量为1kg的滑块以6m/s的初速度在光滑的水平面上向左滑行。从某一时刻起在滑块上施加一个向右的水平力，经过一段时间后，滑块的速度方向变为向右，大小仍为6m/s。在这段时间内水平力对滑块所做的功是（）A．0 B．9JC．18J D．无法确定【答案】A【详解】在这段时间内只有水平力对滑块做功，根据动能定理可知即在这段时间内水平力对滑块所做的功是0。故选A。当堂检测1．如图所示，质量为m的物体由静止开始从高度为h1的A点沿斜面下滑到地面，随后又沿另一斜面上滑到高h2处的B点停止，不计斜面与水平面连接处的能量损失，此过程克服摩擦力做功为

。若在B点给物体一瞬时速度，使物体从B点原路返回到A点，则需给物体的最小速度是

。1．【解答】解：从A到B根据动能定理有mg（h1﹣h2）﹣Wf＝0解得Wf＝mg（h1﹣h2）从B到A根据动能定理有﹣mg（h1﹣h2）﹣Wf＝0﹣解得2.

如图4所示，AB为1/4圆弧轨道，半径为R=0.8m，BC是水平轨道，长S=3m，BC处的摩擦系数为μ=1/15，今有质量m=1kg的物体，自A点从静止起下滑到C点刚好停止。求物体在轨道AB段所受的阻力对物体做的功。

【答案】6J【解答】：物体在从A滑到C的过程中，有重力、AB段的阻力、BC段的摩擦力共三个力做功，WG=mgR，fBC=umg，由于物体在AB段受的阻力是变力，做的功不能直接求。根据动能定理可知：W外=0，所以mgR-umgS-