新人教高中物理必修二 77 动能和动能定理 精品教案.docx

1、新人教高中物理必修二 77 动能和动能定理 精品教案77 动能和动能定理知识精讲知识点1 动能物体由于运动而具有的能叫动能。动能的大小：EK=mv2/2。动能是标量。注意：（1）动能是状态量，也是相对量。因为v是瞬时速度，且与参照系的选择有关。 （2）动能是标量，动能和速度的方向无关，如在匀速圆周运动中，瞬时速度虽然是变化的，但是其动能是不变的。 （3）动能有相对性，由于物体的速度是与参照物的选择有关，故可知动能也与参照物的选取有关，即具有相对性。小鸟能在空中把飞机撞坏，充分说明了这一点。例1以初速度v0竖直上抛一个小球，若不计空气阻力，在上升的过程中，从抛出小球到小球动能减小一半所经历的时间

2、是 （ ）Av0/g Bv0/2g C v0/g D（1-/2）v0/g解析设物体的动能减小一半时速度为v1,则根据动能的定义式EK=mv12/2有mv12/2=1/2mv02/2,可解得:v1=v0/2小球在上抛的过程中，做a=g的匀减速运动，设所经历的时间为t,则有:t=( v0- v1)/g=(1-/2)v0/g答案 D 总结动能与速度的方向无关.因此该题中，从抛出小球到小球动能减小一半时的速度可能有两个。若在该题中只是问：从抛出小球到小球动能减小一半所经历的时间为多少？则答案应该是两个，即在上升和落回时各有一个。变式训练1关于动能，下列说法中正确的是（ ）公式EK=mv2/2中的速度v

3、是物体相对于地面的速度 动能的大小由物体的质量和速率决定，与物体运动的方向无关 物体以相同的速率向东和向西运动，动能的大小相等但方向不同 物体以相同的速率做匀速直线运动和曲线运动，其动能不同A B C D答案 A知识点2 动能定理（1） 内容：合力所做的功等于物体动能的变化（2） 表达式：W合=EK2-EK1=E或W合= mv22/2- mv12/2 。其中EK2表示一个过程的末动能mv22/2，EK1表示这个过程的初动能mv12/2。（3） 物理意义：动能地理实际上是一个质点的功能关系，即合外力对物体所做的功是物体动能变化的量度，动能变化的大小由外力对物体做的总功多少来决定。动能定理是力学的

4、一条重要规律，它贯穿整个物理教材，是物理课中的学习重点。说明：1动能定理的理解及应用要点（1） 动能定理的计算式为标量式，v为相对与同一参考系的速度。（2） 动能定理的研究对象是单一物体,或者可以看成单一物体的物体系.（3） 动能定理适用于物体的直线运动，也适用于曲线运动；适用于恒力做功，也适用于变力做功，力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以分段作用。只要求出在作用的过程中各力做功的多少和正负即可。这些正是动能定理解题的优越性所在。（4） 若物体运动的过程中包含几个不同过程，应用动能定理时，可以分段考虑，也可以考虑全过程作为一整体来处理。2动能定理的应用（1） 一个物体的动能变化EK与

5、合外力对物体所做的功W具有等量代换关系，若EK0，表示物体的动能增加，其增加量等于合外力对物体所做的正功；若EK0，表示物体的动能减小，其减少良等于合外力对物体所做的负功的绝对值；若EK=0，表示合外力对物体所做的功等于零。反之亦然。这种等量代换关系提供了一种计算变力做功的简便方法。（2） 动能定理中涉及的物理量有F、L、m、v、W、EK等，在处理含有上述物理量的力学问题时，可以考虑使用动能定理。由于只需从力在整个位移内的功和这段位移始末两状态动能变化去考察，无需注意其中运动状态变化的细节，又由于动能和功都是标量，无方向性，无论是直线运动还是曲线运动，计算都会特别方便。（3） 动能定理解题的基

6、本思路1 选取研究对象，明确它的运动过程。2 分析研究对象的受力情况和各个力做功情况然后求各个外力做功的代数和。3 明确物体在过程始末状态的动能EK1和EK2。4 列出动能定理的方程W合=EK2-EK1，及其他必要的解题过程，进行求解。例2如图所示，物体在离斜面底端5m处由静止开始下滑，然后滑上由小圆弧与斜面连接的水平面上，若物体与斜面及水平面的动摩擦因数均为0.4，斜面倾角为37。求物体能在水平面上滑行多远。思路分析物体在斜面上受重力mg、支持力FN1、动摩擦力f1的作用，沿斜面加速下滑（因=0.40，表示物体的动能增加，其增加量等于合外力对物体所做的正功；若EK0，表示物体的动能减少，其减

7、少量等于合外力对物体所做的负功的绝对值；若EK=0，表示合外力对物体所做的功为零。反之亦然。这种等量代换关系提供了一种计算变力做功的简便方法。2 动能定理中涉及的物理量有F、s、m、v、W、EK等，在处理含有上述物理量的力学问题时，可以考虑使用动能定理。由于只需从力在整个位移内的功和这段位移始末两状态的动能变化去考虑，无需注意其中运动状态变化的细节，又由于动能和功都是标量，无方向性，无论是直线运动还是曲线运动，计算都会特别方便。当题给条件涉及力的位移，而不涉及加速度和时间时，用动能定理求解比用牛顿第二定律和运动学公式求解简便用动能定理还能解决一些用牛顿第二定律和运动学公式难以求解的问题，如变力

8、做功过程、曲线运动等。例8电动机通过一绳吊起一质量为8kg的物体，绳的拉力不能超过120N，电动机的功率不能超过1200W，要将此物体由静止起用最快的方式将物体吊高90m（已知此物体在被吊高接近90m时已开始以最大速度上升）所需时间为多少？思路分析有P=Fv知 v=P/F。因牵引力最大值为120N，所以vmin=P/Fmin=1200m/s /120=10m/s，故不可能开始就以额定功率上升，而题目要求以最快方式提升90m，那只能开始以最大拉力作用下匀加速上升，达到额定功率后再以额定功率上升。因为牵引力F最大值Fmax=120N，所以上升过程要以额定功率上升，最小速度vmin=P/Fmax=1

9、200m/s /120=10m/s，故不可能从静止开始以额定功率上升。要使重物上升90m时间最短，则必须开始以最大拉力匀加速上升，加速度a= （Fmax-mg）/m=（120-80）m/s2 /8=5m/s2设匀加速上升t1到v1时达到额定功率则据P=Fv得：1200=120v1，所以v1=10m/s 而v1=at1，所以t1=2s匀加速上升的高度 h1= v1t1/2=10m设最后以额定功率上升t2秒有动能定理得 Pt2-mg（h h1）=mvmax2/2-mv12/2 而最终速度 vmax=P/F1=P/mg=1200m/s / 80=15m/s 将各数据代入得 t2=5.75s所以共需时

10、间t=t1+t2=7.75s答案 t=7.75s总结机车的两种特殊运动，在运用其规律的同时，还要根据题目的实际要求具体问题具体分析，不能生搬硬套。这类题目可结合图象帮助求解，大家不妨试一下。如上图所示，从图象上，v1、vmax一目了然，同学们更容易理解。活学活练基础达标1改变汽车的质量和速度，都能使汽车的动能发生变化，在下面几种情况下，汽车的动能是原来的2倍的是（ ）A 质量不变，速度变为原来的2倍B 质量和速度都变为原来的2倍C 质量减半，速度变为原来的2倍D 质量变为原来的2倍，速度减半2A、B两物体在光滑的水平面上，分别在相同的水平恒力F作用下，由静止开始通过相同的位移l。若A的质量大于

11、B的质量，则在这一过程中（ ）A A获得的动能较大B B获得的动能较大C A、B获得的动能一样大D 无法比较A、B获得的动能大小3一质量为1kg的物体被人用手由静止向上提升1m，这时物体的速度为2m/s，则下列说法中错误的是（g取10m/s2） （ ）A手对物体做功12J B合外力对物体做功12JC合外力对物体做功2J D物体克服重力做功10J4如图所示，质量为m的物体与转台之间的动摩擦因数为，物体与转轴相距R，物块随转台由静止开始转动，当转速增加到某值时，物块即将在转台上滑动，此时转台已开始做匀速转动，在这一过程中，摩擦力对物体做的功为（ ）A0 B2mgRC2mgR DmgR/25如图所示

12、，一足够长的木块在光滑的水平面上以速度v匀速运动，现将质量为m的物体竖直向下轻轻地放置在木板上的P处，已知物体m和木板之间的动摩擦因数为，为保持木板的速度不变，从物体m放到木板上到它相对木板静止的过程中，对木板施一水平向右的作用力F，力F要对木板做功，做功的数值为（ ）Amv2/4 Bmv2/2 Cmv2 D2 mv26质点所受的力F随时间变化的规律如图所示，力的方向始终在一直线上，已知t=0时，质点的速度为零，在图示t1、t2、t3和t4各时刻中，哪一时刻质点的动能最大？At1、 Bt2 C、t3 Dt47质量为m的物体在水平力F的作用下，由静止开始沿光滑地面前进，前进一段距离之后速度大小为

13、v，再前进一段距离，使物体的速度增大到2v，则（ ）A 第二过程动能增加量等于第一过程的动能增加量B 第二过程动能增加量是第一过程的动能增加量的2倍C 第二过程动能增加量是第一过程的动能增加量的3倍D 第二过程动能增加量是第一过程的动能增加量的4倍8质量分别是M1、M2的两只船静止于湖面上，两船用绳相连，质量为m的人站在质量为M1的船上用恒力F拉绳，经过一段时间后，两船的位移大小分别为s1、s2，速度大小分别为v1、v2，则这段时间内人总共做的功为（ ）AFs2 BM2v22/2CF（s1+s2） DM2v22/2 + （M1+m）v12/29人将放在手中的铅球沿水平方向推出，球在出手时具有的

14、动能是180J。铅球原来是静止的，人在推球的过程中对球做功是 J。10一颗子弹以700m/s的速度打穿第一块木板后速度为500m/s，若让它继续打穿第二块同样的木板，则子弹的速度变为 m/s（木板对子弹的阻力恒定）。11如图所示，质量m=10kg的物体放在水平面上，物体与地面间的动摩擦因数=0.4，g=10m/s2，今用F=50N的水平恒力作用与物体上，使物体由静止开始做匀加速直线运动，经时间t=8s后，撤去F，求：（1） 力F所做的功（2） 8s末物体的动能（3） 物体从开始运动直到最终静止的过程中克服摩擦力所做的功.12如图所示，物体沿一曲面从A点无初速度滑下，滑至曲面的最低点B时，下滑的

15、高度为5m，若物体的质量为1kg，到B点时速度为6m/s，则在下滑过程中，物体克服阻力所做的功为多少？13如图所示，质量为m的飞机以水平速度v0飞离跑道后逐渐上升，若飞机在此过程中水平速度保持不变，同时受到重力和竖直向上的恒定升力（该升力由其他力的合力提供，不含重力）。今测得当飞机在水平方向的位移为l时，它的上升高度为h。求：（1） 飞机受到的升力大小；（2） 从起飞到上升至h高度的过程中升力所做的功及在高度h处飞机的动能。x 14物体从高出地面H米处由静止自由落下，不考虑空气阻力，落至地面进入沙坑h米停止（如图所示），求物体在沙坑中受到的平均阻力是其重力的多少倍。15质量为m=3000t的火

16、车，在恒定的额定功率下由静止出发，运动中受到一个恒定不变的阻力作用，经过103s，行程12km后，达到最大速度72km/h。求列车的额定功率和它受到的阻力基础达标答案1C 2C 3B 4D 5C 6B 7C 8CD 9180 10100 11（1） 1600J（2）EK=320J （3） 1600J 12 32J 13（1） mg（1+2hv02/gt2）（2） mgh（1+2hv02/gt2）； mv02/2（1+4h2/l2）14（H+h）/h 倍 15P=1.5106W ； f=7.5104N能力提升1一辆汽车在平直的公路上以速度v0开始加速行使，经过一段时间t，前进了距离s，此时恰好达

17、到其最大速度vmax。设此过程中汽车发动机始终以额定功率P工作，汽车所受的阻力恒为F，则在这段时间里，发动机所做的功为（ ）AFvmaxt BPtCmvmax2/2+Fs-mv02/2 DFt（v0+vt）/22如图所示，一个原来静止的质量为m的物体，放在光滑的水平面上，在互成60角的大小相等的两个力的作用下，经过一段时间物体获得的速度为v，在力的方向获得的速度分别为v1、v2。那么在这段时间内其中一个力做的功为（ ）Amv2/6 Bmv2/3Cmv2/4 Dmv2/23竖直上抛一球，球又落回原处，已知空气阻力的大小正比于球的速度，则 （ ）A 上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功B 上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功C 上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率D 上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力的平均功率4一个质量为0.3kg的弹性小球，在光滑水平面上以6m/s的速度垂直撞到墙上，碰撞后小球沿相反方向运动，反弹后的速度大小与碰撞前相同，则碰撞后小球速度变化量v和碰撞过程中墙对小球做功的大小W为（ ）Av=0 Bv=12m/sCW =0