2019-2020年高中物理 第2章 能的轉(zhuǎn)化與守恒 第1講 動能的改變學(xué)案 魯科版必修2目標(biāo)定位1.理解動能的概念，知道動能的定義式.2.理解動能定理的內(nèi)容及其表達(dá)式，能應(yīng)用動能定理進(jìn)行有關(guān)計算一、動能1概念：物體由于_而具有的能 2表達(dá)式：Ek_(1)表達(dá)式中的速度是_速度(2)動能是_(填“矢”或“標(biāo)”)量，是_(填“狀態(tài)”或“過程”)量3單位：動能的國際單位是_，簡稱焦，用符號J表示二、動能定理1推導(dǎo)：設(shè)物體的質(zhì)量為m，初速度為v1，在與運(yùn)動方向相同的合外力F的作用下發(fā)生一段位移s，速度增加到v2(如圖1所示)，此過程中力F做的功為W.則WFs.圖1得Fs_.2內(nèi)容及表達(dá)式：(1)內(nèi)容：合外力對物體所做的功等于_(2)表達(dá)式：W合_.一、對動能的理解1動能是狀態(tài)量動能與物體的運(yùn)動狀態(tài)(或某一時刻的速度)相對應(yīng)2動能具有相對性：選取不同的參考系，物體的速度不同，動能也不同，但一般以地面為參考系3動能是標(biāo)量：只有大小，沒有方向只有正值，沒有負(fù)值例1關(guān)于動能的理解，下列說法正確的是()A凡是運(yùn)動的物體都具有動能B一定質(zhì)量的物體，動能變化時，速度一定變化C一定質(zhì)量的物體，速度變化時，動能一定變化D動能不變的物體，一定處于平衡狀態(tài)二、對動能定理的理解1力對物體做功是引起物體動能變化的原因，合外力做功的過程實質(zhì)上是其他形式的能與動能相互轉(zhuǎn)化的過程，轉(zhuǎn)化了多少由合外力做了多少功來度量2合力對物體做正功，即W0，Ek0，表明物體的動能增大；合力對物體做負(fù)功，即W0，Ek0，表明物體的動能減小3動能定理的適用范圍：動能定理是在物體受恒力作用且做直線運(yùn)動的情況下得出的，對于外力是變力、物體做曲線運(yùn)動、物體經(jīng)歷多過程的情況同樣適用特別提醒(1)動能定理應(yīng)用中的研究對象一般為單個物體(2)應(yīng)用動能定理時，物體的位移、速度必須相對于慣性參考系，一般相對于地面例2如圖2所示，一質(zhì)量為m2 kg的物體，以vA2 m/s的速度在水平面上通過A點，此后若在物體上施加一恒力F6 N，方向與物體運(yùn)動方向相同使物體由A點運(yùn)動到距A點8 m的B點已知物 圖2體與水平面之間的動摩擦因數(shù)0.1，求：物體運(yùn)動到B點時的速度大小三、動能定理的應(yīng)用1應(yīng)用動能定理的優(yōu)越性(1)曲線運(yùn)動，變力做功問題：物體由初始狀態(tài)到末狀態(tài)的過程中，物體的運(yùn)動性質(zhì)、運(yùn)動軌跡、做功的力是變力還是恒力等諸多因素都可以不予考慮特別是曲線運(yùn)動、變力做功問題便顯示出動能定理的優(yōu)越性(2)多過程問題：應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)公式時，涉及的有關(guān)物理量比較多，對運(yùn)動過程中的細(xì)節(jié)也要仔細(xì)研究，而應(yīng)用動能定理只考慮合外力做功和初、末兩個狀態(tài)的動能，并且可以把不同的運(yùn)動過程合并為一個全過程來處理，所以在處理多過程問題動能定理顯示出其優(yōu)越性2應(yīng)用動能定理解題的步驟(1)選取研究對象，明確并分析運(yùn)動過程，這個過程可以是單一過程，也可以是全過程(2)對研究對象進(jìn)行受力分析(3)寫出該過程中合外力做的功，或分別寫出各個力做的功(注意功的正負(fù))如果研究過程中物體受力情況有變化，要分別寫出該力在各個階段做的功(4)寫出物體的初、末動能(5)按照動能定理列式求解特別提醒動能定理的計算式為標(biāo)量式，v為相對地面的速度，位移也是相對地的位移例3如圖3所示，物體沿一曲面從A點無初速下滑，當(dāng)滑至曲面的最低點B時，下滑的豎直高度h5 m，此時物體的速度v6 m/s.若物體的質(zhì)量m1 kg，g10 m/s2，求物體在下滑過程中克服阻力所做的功圖3例4如圖4所示，質(zhì)量m1 kg的木塊靜止在高h(yuǎn)1.2 m的平臺上，木塊與平臺間的動摩擦因數(shù)0.2，用水平推力F20 N，使木塊產(chǎn)生位移s13 m時撤去，木塊又滑行s21 m后飛出平臺，求木塊落地時速度的大小(g取10 m/s2)圖4對動能和動能定理的理解1甲、乙兩個質(zhì)量相同的物體，用大小相等的力F分別拉它們，在水平面上從靜止開始運(yùn)動相同的距離s.如圖5所示，甲在光滑面上，乙在粗糙面上，則下列關(guān)于力F對甲、乙做的功和甲、乙兩物體獲得的動能的說法中正確的是()圖5A力F對甲做功多B力F對甲、乙兩個物體做的功一樣多C甲物體獲得的動能比乙大D甲、乙兩個物體獲得的動能相同動能定理的應(yīng)用2一人用力踢質(zhì)量為1 kg的皮球，使球在光滑水平面上由靜止以10 m/s的速度飛出，假定人踢球瞬間對球平均作用力是200 N，球在水平方向運(yùn)動了20 m停止，那么人對球所做的功為()A50 J B500 JC4 000 J D無法確定3.如圖6所示，假設(shè)在某次比賽中他從10 m高處的跳臺跳下，設(shè)水的平均阻力約為其體重的3倍，在粗略估算中，把運(yùn)動員當(dāng)做質(zhì)點處理，為了保證運(yùn)動員的人身安全，池水深度至少為(不計空氣阻力)()圖6A5 m B3 m C7 m D1 m4子彈以某速度擊中靜止在光滑水平面上的木塊，當(dāng)子彈進(jìn)入木塊的深度為s時，木塊相對水平面移動的距離為，求木塊獲得的動能Ek1和子彈損失的動能Ek2之比答案精析第2章能的轉(zhuǎn)化與守恒第1講動能的改變預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)一、1.運(yùn)動2.mv2(1)瞬時(2)標(biāo)狀態(tài)3焦耳二、1.mvmv2(1)物體動能的改變量(2)Ek2Ek1課堂講義例1AB動能是由于物體運(yùn)動而具有的能，所以運(yùn)動的物體都具有動能，A項正確；由于速度是矢量，當(dāng)方向變化時，若速度大小不變，則動能不變，故C項錯誤；但動能變化時，速度的大小一定變化，故B正確；動能不變的物體，速度的方向有可能變化，如勻速圓周運(yùn)動，故D錯誤例26 m/s解析物體由A點運(yùn)動到B點的過程中，拉力做的功WFFs，阻力做的功Wfmgs，由動能定理WFWfmvmv，代入數(shù)據(jù)得：vB6 m/s.例332 J解析物體在曲面上的受力情況為：重力、彈力、摩擦力，其中彈力不做功設(shè)摩擦力做功為Wf，由AB用動能定理：mghWfmv20，代入數(shù)據(jù)解得Wf32 J故物體在下滑過程中克服阻力所做的功為32 J.例48 m/s解析物體運(yùn)動分為三個階段，先是在s1段勻加速直線運(yùn)動，然后是在s2段勻減速直線運(yùn)動，最后是平拋運(yùn)動考慮應(yīng)用動能定理，設(shè)木塊落地時的速度為v，整個過程中各力做功情況分別為：推力做功WFFs1，摩擦力做功Wfmg(s1s2)，重力做功WGmgh.設(shè)木塊落地速度為v全過程應(yīng)用動能定理得WFWfWGmv2，解得v8 m/s對點練習(xí)1BC2.A3.A4.解析對子彈，f Ek末Ek初Ek2；對木塊，fEk1.所以.