内容正文:
第3节 动能和动能定理
必备知识·自主学习
一、动能
【情境思考】
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,有很多士兵推着战车使圆木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,速度很大时,是为了增加圆木的什么能?
提示:圆木的质量大、速度大是为了增加圆木的动能。
1.含义:物体因_____而具有的能量。
2.表达式:Ek=_______。
3.单位:国际单位制单位为焦耳,1 J=1 _____=____________。
4.标矢性:动能是_____,只有_____,没有方向。
运动
N·m
1 kg·(m/s)2
标量
大小
二、恒力做功与动能改变的关系
【情境思考】
实验中如何保证钩码的重力近似等于绳对小车的拉力?
提示:使钩码的质量远小于小车的质量,同时要平衡摩擦力。
(1)要研究恒力做功与动能改变的关系,需要测出作用于物体的___、
物体的_____、以及物体的质量和速度。
(2)用打点计时器和刻度尺测物体的_____和速度,用天平测物体的_____,
用钩码给小车提供作用力。
力
位移
位移
质量
三、动能定理
【情境思考】
如图所示,F为物块所受的合外力,力F在位移l上做的功为W合。
(1)物块的动能如何变化?
(2)合外力做的功W合和动能的变化量ΔEk相等吗?
提示:(1)物块的动能增加。
(2)合外力做的功W合和动能的变化量ΔEk相等。
1.推导:如图所示,物体的质量为m,在与运动方向相同的恒力F的作用下发生了一段位移s,速度由v1增加到v2,此过程中力F做的功为W。(摩擦力不计)
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
___________。
3.表达式:W=______。
4.两种情况:
(1)合外力对物体做正功,Ek2>Ek1,动能_____。
(2)合外力对物体做负功,Ek2<Ek1,动能_____。
动能的变化
Ek2-Ek1
增大
减小
【易错辨析】
(1)某物体的速度加倍,它的动能也加倍。 ( )
(2)合外力为零,物体的动能一定不会变化。 ( )
(3)合外力不为零,物体的动能一定会变化。 ( )
(4)物体的合外力做正功,则它的动能一定增加。 ( )
(5)外力对物体做功,物体的动能一定增加。 ( )
(6)汽车在公路上匀速行驶时,牵引力