内容正文:
3 动能和动能定理
学习目标 思维导图
1.知道动能的定义和表达式,会计算物体的动能。
2.会用牛顿第二定律与运动学公式推导动能定理,理解动能定理的含义。
3.能用动能定理进行相关分析与计算。
必备知识
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一、动能的表达式
1.定义:物体由于运动而具有的能量。
3.单位:和功的单位相同,在国际单位制中都是焦耳。这是因为1 kg·m2/s2=1 N·m=1 J。
4.动能是标量。
必备知识
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二、动能定理
1.推导:如图所示,质量为m的某物体在光滑水平面上运动,在与运动方向相同的恒力F的作用下发生了一段位移l,速度由v1增加到v2。则力F做的功与物体动能变化的关系推导如下:
必备知识
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2.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。
3.公式:W=Ek2-Ek1,其中W为合力做的功。
4.适用范围:既适用于恒力做功,也适用于变力做功;既适用于直线运动,也适用于曲线运动。
必备知识
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1.正误辨析
(1)某物体的速度变为原来的2倍,它的动能也变为原来的2倍。
( )
解析:由Ek= mv2知,某物体的速度变为原来的2倍,它的动能变为原来的4倍。
答案:×
(2)合外力为零,物体的动能一定不会变化。( )
答案:√
(3)合外力不为零,物体的动能一定会变化。( )
解析:合外力不为零,合外力做功可能为零,此时物体的动能不会变化。
答案:×
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(4)物体的合外力做正功,则它的动能一定增加。( )
答案:√
(5)做匀速圆周运动的物体动能不变,速度变化。( )
解析:由于匀速圆周运动的线速度方向变化、大小不变,故做匀速圆周运动的物体的动能保持不变,但速度变化。
答案:√
探究一
探究二
探究三
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对动能及动能变化的理解
情境导引
如图所示,是古代战争中攻击城门的战车,战车上装有一根质量很大的圆木,有很多士兵推着以很大的速度撞击城门,轻而易举地将城门撞破。圆木的质量很大,速度很大,是为了增加圆木的什么能?
要点提示:为了增加圆木的动能。
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知识归纳
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:动能是表示物体运动状态的物