第3节 动能 动能定理 核心素养导学 物理观念 (1)知道动能的定义和表达式。 (2)知道动能定理的内容和表达式。 科学思维 (1)领悟应用功的定义式、牛顿第二定律和运动学公式推导动能定理的过程。 (2)理解动能定理的物理意义,知道动能定理的适用条件,会用动能定理进行分析和计算。 科学探究 通过实验验证动能定理是否成立。 科学态度与责任 能用动能定理解释生产和生活中的现象或者解决实际问题,提高理论与实践相结合的能力。 一、动能 1.定义:物体由于 而具有的能量。 2.表达式:Ek= 。 3.单位:与功的单位相同,国际单位为 。1 J= 。 (1)动能是状态量,速度v是瞬时速度。物体的运动状态一定,其动能就有确定的值。 (2)动能是标量,且没有负值,其大小与速度的方向无关。 二、动能定理 1.推导:如图所示,物体的质量为m,在运动方向上受到合外力F的作用发生了一段位移x,速度由v1增加到v2,此过程合外力F做的功为W。 2.内容:合外力对物体所做的功等于物体 。 3.表达式:W=ΔEk= 。 4.物理意义:动能定理指出了外力对物体所做的总功与物体动能变化之间的关系。即外力对物体所做的总功,对应于物体动能的变化,变化的大小由做功的多少来量度。 三、动能定理的实验证明 方案1 借用“探究 与 、 之间的关系”的实验装置进行实验。 方案2 使用 系统进行验证。 1.如图所示为正在空中飞行的飞机, 请对以下结论作出判断: (1)运动的飞机具有的能量就是动能。 ( ) (2)飞机的速度发生变化时,动能一定发生变化。 ( ) (3)在飞机的质量不变的情况下飞机的动能发生变化时,速度一定发生了变化。 ( ) (4)速度越大的物体,具有的动能也越大。 ( ) 2.歼 15战机是我国自主研发的第一款舰载战斗机,已经实现了在“辽宁舰”上各种训练,形成战斗力,如图所示为正在起飞的歼 15战机。 (1)歼 15战机起飞时,合力做什么功 速度怎么变化 动能怎么变化 (2)歼 15战机着舰时,阻拦索对战斗机做什么功 战斗机的动能怎么变化 新知学习(一) 对动能及动能变化的理解 [任务驱动] 如图所示,骑自行车下坡时,没有蹬车,车速却越来越快,动能越来越大,这与动能定理相矛盾吗 [重点释解] 1.动能的“三性” 相对性 选取不同的参考系,物体的速度不同,动能也不同,一般以地面为参考系 标量性 动能是标量,没有方向 瞬时性 动能是表征物体运动状态的物理量,与物体的某一位置(或某一时刻)的速度相对应 2.动能与速度的三种关系 数值关系 Ek=mv2,同一物体,速度v越大,动能Ek越大 瞬时关系 动能和速度均为状态量,二者具有瞬时对应关系 变化关系 动能是标量,速度是矢量。当动能发生变化时,物体的速度(大小)一定发生了变化;当速度发生变化时,可能仅是速度方向的变化,物体的动能可能不变 [针对训练] 1.下面有关动能的说法正确的是 ( ) A.物体只有做匀速运动时,动能才不变 B.物体做平抛运动时,水平方向速度不变,物体的动能也不变 C.物体做自由落体运动时,重力做功,物体的动能增加 D.物体的动能变化时,速度不一定变化,速度变化时,动能一定变化 2.关于运动物体的合外力做功和动能、速度变化的关系,下列说法正确的是 ( ) A.物体做变速运动,合外力一定不为零,动能一定变化 B.若合外力对物体做功为零,则合外力一定为零 C.合外力对物体做功,物体的速度大小一定发生变化 D.物体的动能不变,所受的合外力必定为零 3.(多选)一质量为0.1 kg的小球,以5 m/s的速度在光滑水平面上做匀速运动,与竖直墙壁碰撞后以原速率反弹,若以弹回的速度方向为正方向,则小球碰墙过程中速度的变化和动能的变化分别是 ( ) A.Δv=10 m/s B.Δv=0 C.ΔEk=1 J D.ΔEk=0 新知学习(二) 对动能定理的理解 [任务驱动] 如图所示,一辆 ... ...
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