1、動能和動能定理人教版高中物理 必修2新知導入我們知道功是能量轉化的量度，重力做功對應于重力勢能的變化，彈簧彈力做功對應于彈性勢能的變化。那么動能和力的做功有關嗎？例如：炮彈在炮筒內(nèi)推力的作用下速度越來越大，動能增加，這種情況下推力對物體做了功。本節(jié)我們就來探尋動能的表達式以及動能的變化與力的做功的關系。新知講解一、動能的表達式1、物體由于運動而具有的能量叫做動能。行駛的汽車、飛行的炮彈、無規(guī)則運動的分子等，都具有一定的動能。新知講解為了探究動能的表達式，讓我們來分析二個具體問題：問題1：光滑水平面上一物體原來靜止，質量為m，此時動能是多少？2、探究動能的表達式因為物體沒有運動，所以沒有動能。m

2、新知講解問題2：質量為 m的某物體在光滑水平面上運動，在與運動方向相同的恒力 F 的作用下發(fā)生一段位移 L，速度由速度由 v1 增加到 v2 ，外力做功多少？FLv1v2物體在恒力作用下運動新知講解解：根據(jù)牛頓第二定律，有Fma勻變速直線運動的速度與位移的關系式：得：=ma整理后得：WFL從 上 式 可 以 看 出，“ “很 可 能 是 一 個 具 有特定意義的物理量，因為這個量在過程終了與過程開始時的差，正好等于力對物體做的功。新知講解（1）動能表達式在物理學中就用 “ ”這個量表示物體的動能。動能是標量，它的單位與功的單位相同，在國際單位制中都是焦耳，這是因為：1kg（m/s）2 1Nm1

3、 J說明：動能只有正值只與速度的大小有關，而與速度的方向無關。用符號Ek 表示：動能具有相對性與參考系的選擇有關，一般選地面為參考系。新知講解2016年8月16日，我國成功發(fā)射首顆量子科學實驗衛(wèi)星“墨子號”，它的質量為631 kg，某時刻它的速度大小為 7.6 km/s，此時它的動能是多少？ 解： 7.6 km/s=7.6103m/s思考討論答：它的動能是7.31010J新知講解二、動能定理1、動能定理：可以寫成：W Ek2 Ek1這個關系表明，力在一個過程中對物體做的功，等于物體在這個過程中動能的變化。這個結論叫作動能定理。說明：如果物體受到幾個力的共同作用，動能定理中的力對物體做的功 W

4、即為合力做的功，它等于各個力做功的代數(shù)和。Ek2 ：末動能， Ek1 ：初動能。新知講解2、動能定理理解（1）動能定理的的研究對象既可以是單一物體也可以看成是單一物體的物體系。（2）動能定理主要用于解決:變力做功、曲線運動和多過程的動力學問題.（3）動能定理的實質說明了物體動能的變化是通過外力做功的過程來實現(xiàn)的。新知講解【例題 1】一架噴氣式飛機，質量 m 為 7.0104 kg，起飛過程中從靜止開始滑跑。當位移 l 達到 2.5103m 時，速度達到起飛速度 80 m/s。在此過程中，飛機受到的平均阻力是飛機所受重力的 。g 取10 m/s2 ，求飛機平均牽引力的大小。分析 本題已知飛機滑跑

5、過程的始、末速度，因而能夠知道它在滑跑過程中增加的動能。根據(jù)動能定理，動能的增加等于牽引力做功和阻力做功的代數(shù)和。新知講解如圖所示，在整個過程中，牽引力對飛機做正功、阻力做負功。由于飛機的位移和所受阻力已知，因而可以求得牽引力的大小。F牽F阻lvxo解: 以飛機為研究對象， 設飛機滑跑的方向為x軸正方向。飛機的初動能Ek1 0，末動能 ，合力 F 做的功 W Fl新知講解根據(jù)動能定理:W Ek2 Ek1 有:由于 F F 牽 F 阻 ，F(xiàn) 阻 kmg，把數(shù)值代入后得到:F 牽 1.0410 5 N飛機平均牽引力的大小是 1.0410 5 N。則新知講解總結：1、應用動能定理優(yōu)點：動能定理不涉及

6、物體運動過程中的加速度和時間，因此用它處理問題常常比較方便。2、注意：力對物體做的功可以為正值，也可以為負值。合力做正功時，物體的動能增加；合力做負功時，物體的動能減少。新知講解分析研究對象的受力情況和各個力的做功情況，然后求各個力做功的代數(shù)和:W總明確始末狀態(tài)初動能Ek1 ，末動能Ek2 根據(jù)動能定理列出方程:W總Ek2Ek1根據(jù)動能定理列方程求解并檢驗。3、應用動能定理解題的一般步驟 明確研究對象，明確運動過程。新知講解【例題2】人們有時用“打夯”的方式把松散的地面夯實。設某次打夯符合以下模型：兩人同時通過繩子對重物各施加一個力，力的大小均為320 N，方向都與豎直方向成37，重物離開地面

7、30 cm后人停止施力，最后重物自由下落把地面砸深2 cm。已知重物的質量為50 kg，g取10 m/s2 ， cos 370.8。求：（1）重物剛落地時的速度是多大？ （2）重物對地面的平均沖擊力是多大？新知講解分析 如圖所示，甲表示重物在地面上受到人的作用力，乙表示上升30 cm后人停止施力，丙表示剛落地，丁表示砸深地面2 cm后靜止。甲 乙 丙 丁F合FFll，新知講解重物落地時的速度，即丙中重物的速度，可以對從甲至丙這一過程應用動能定理來求解。重物對地面沖擊力的大小與從丙至丁這一過程中重物所受阻力的大小相等，可以對這一過程應用動能定理來求解。解： （1）兩根繩子對重物的合力F合 2 F

8、 cos 3723200.8 N512 N由甲至丙只有繩子的拉力做功，應用動能定理可得（2）由丙到丁的過程中，應用動能定理可得：mgL F阻 L 0 F阻 mg (5010 ）N= 8.310 3 N重物落地時的速度大小為2.5 /s，對地面的平均沖擊力的大小為8.3 103 。新知講解新知講解科學方法演繹推理演繹推理是從一般性結論推出個別性結論的方法，即從已知的某些一般原理、定理、法則、公理或科學概念出發(fā)，推出新結論的一種思維活動。比如，在“動能定理”的推導過程中，其出發(fā)點是將牛頓第二定律作為已知的知識來考慮，然后經(jīng)歷一系列數(shù)學推導，從而得到新的結論動能定理。課堂練習1、戰(zhàn)斗機以一定的水平初

9、速度著陸甲板時，若飛機勾住阻攔索減速，飛機在甲板上滑行的距離將大大減小。著艦使用阻攔索時，下列說法正確的是（）A戰(zhàn)斗機的動能變化量變大 B戰(zhàn)斗機的慣性減少得快 C戰(zhàn)斗機的加速度變大 D戰(zhàn)斗機的速度減少得多 C課堂練習2質量不等，但有相同動能的兩個物體，在動摩擦因數(shù)相同的水平地面上滑行，直至停止，下列說法正確的是（）A質量大的物體滑行的距離大 B質量大的物體滑行的時間長 C質量大的物體滑行的加速度大 D它們克服摩擦力所做的功一樣多 D課堂練習3、如圖所示，豎直固定的半徑為R的光滑圓形軌道內(nèi)，一可視為質點的小球通過軌道最低點P時，加速度大小為6g，不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A小球過P點時速

10、度大小為B小球能沿軌道做完整的圓周運動 C小球運動的最小加速度為零 D小球運動的最小速度為零 BPR課堂練習4、一運動的物體，某一時刻起，僅在恒定阻力作用下直到停止。這段過程中物體的位移完全由下列哪個物理量決定（）A物體的初速度 B物體的初動能 C物體的加速度 D物體的質量 B拓展提高1如圖所示，靜止在水平地面上的物體在10N的水平恒力F作用下做勻加速直線運動。若運動過程中物體所受阻力的大小恒為2N，則物體運動了5m時，其動能增加了（）A10J B40J C50J D60J FB拓展提高2、一物體作初速度為零的勻加速直線運動，則在啟動階段，該物體的動能（）A與它所經(jīng)歷的時間成正比 B與它的速度成正比 C與它的位移成正比 D與它的動量成正比 C拓展提高3、某滑沙場有兩個坡度不同的滑道AB和AB（均可看作斜面），甲、乙兩名旅游者分別乘兩個完全相同的滑沙橇從A點由靜止開始分別沿AB和AB滑下，最后甲停在水平沙面上的C處，如圖所示。設滑沙橇和沙面間的動摩擦因數(shù)處處相同，斜面與水平面連接處均可認為是圓滑的，滑沙者保持一定姿勢坐在滑沙撬上不動。則下列說法中正確的是（）A甲在B點的動能一定等于乙在B點的動能 B甲在B點的速率一定大于乙在B點的速率 C甲滑行的總路程一定等于乙滑行的總路程 D最后乙停在C處的左邊 AABCB課堂總結1