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课件网) 3 动能和 动能定理 1.通过力对物体做功的分析,掌握动能的概念、表达式及影响动能大小的因素,形成物理观念。2.通过利用功的表达式、牛顿第二定律与运动学公式推导出动能定理的表达式,培养科学探究能力。3.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。 [定位·学习目标] 探究·必备知识 知识点一 动能 「探究新知」 1.定义:物体由于运动而具有的能量叫动能。 2.表达式:Ek= 。 3.单位:与功的单位相同,在国际单位制中都是 ,1 kg(m/s)2= 1 N·m=1 J。 4.标矢性 动能是 ,只有大小,没有方向。 焦耳(J) 标量 正误辨析 (1)凡是运动的物体都具有动能。( ) (2)动能像重力势能一样有正负。( ) (3)速度大的物体动能也大。( ) (4)两个质量相同的物体,动能相同,速度一定相同。( ) √ × × × 知识点二 动能定理 「探究新知」 1.内容: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。 Ek2-Ek1 如果物体受到几个力的共同作用,W即为 ,它等于各个力做功的 。 3.适用范围 既适用于 做功,又适用于 做功;既适用于 运动,又适用于 运动。 合力做的功 代数和 恒力 变力 直线 曲线 正误辨析 (1)合力做功不等于零,物体的动能一定变化。( ) (2)物体的速度发生变化,合力做功一定不等于零。( ) (3)物体的动能增加,合力做正功。( ) (4)物体的动能不变,所受的合力必定为零。( ) √ × √ × 突破·关键能力 要点一 对动能和动能定理的理解 「情境探究」 如图所示,光滑水平面上的物体在水平恒力F的作用下向前运动了一段距离l,速度由v1增加到v2。试推导出力F对物体做功的表达式。 「要点归纳」 1.动能的“三性” (1)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。 (2)标量性:只有大小,没有方向;只有正值,没有负值。 (3)状态量:动能是表征物体运动状态的物理量,与物体的运动状态(或某一时刻的速度)相对应。 2.动能的变化量 (2)动能的变化量是过程量,ΔEk>0,表示物体的动能增加;ΔEk<0,表示物体的动能减少。 3.对动能定理的理解 (1)对表达式的理解。 ①公式W=Ek2-Ek1中W是合力做的功,不是某个力做的功,W可能是正功,也可能是负功。 ②Ek2、Ek1分别是末动能和初动能,Ek2可能大于Ek1,也可能小于Ek1。 (2)对动能定理公式中等号的理解。 ①数量关系:即合力所做的功与物体动能的变化量具有等量代换关系。可以通过计算物体动能的变化量,求合力所做的功,进而求得某一力所做的功。 ②单位相同:国际单位都是焦耳。 ③因果关系:合力对物体做功是引起物体动能变化的原因。合力做正功时,动能增加,合力做负功时,动能减少。 「典例研习」 [例1] (对动能变化量的理解)(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量和动能的变化量分别是( ) [A]Δv=10 m/s [B]Δv=0 [C]ΔEk=1 J [D]ΔEk=0 AD 【解析】 弄清速度是矢量而动能是标量,是分析问题的关键。由于速度是矢量,故Δv=v2-v1=5 m/s-(-5 m/s)=10 m/s。而动能是标量,初、末状态的速度大小相等,故动能相等,因此ΔEk=0,故A、D正确。 [例2] (对动能和动能定理的理解)下列关于运动物体的合力做功和动能、速度变化的关系,正确的是( ) [A]物体做变速运动,合力一定不为零,动能一定变化 [B]若合力对物体做功为零,则合力一定为零 [C]物体所受的合力做功,它的速度大小一定发生变化 [D]在某过程中外力做的总功等于各个力单独做功的绝对值之和 C 【解析】 力是改变物体速度的原因,物体做变速运动时,合力一定不为零,但合力不为零时,做 ... ...
