8.3　动能和动能定理-2021-2022学年高一物理教学一体案（人教版2019必修第二册）

§8-3 动能和动能定理 一、学习目标 1.掌握动能的表达式和单位,知道动能是标量. 2.能运用牛顿第二定律与运动学公式推导出动能定理,理解动能定理的物理意义. 3.能运用动能定理解决简单的问题. 二、学习过程 【问题探究】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. 【知识点1】动能、动能定理 1.表达式:Ek=mv2. 单位:与功的单位相同,国际单位为焦耳,符号为J. 2.标矢性:动能是标量,只有大小,没有方向. 3.动能定理 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. ②表达式:W=mv22-mv12.如果物体受到几个力的共同作用,W即为合力做的功,它等于各个力做功的代数和. ③动能定理既适用于恒力做功的情况,也适用于变力做功的情况;既适用于直线运动,也适用于曲线运动. 例题1、关于动能、动能定理,下列说法正确的是 A. 动能不变的物体,一定处于平衡状态 B. 物体的速度变化时,动能也一定变化 C. 一定质量的物体,动能变化时,速度一定变化 D. 物体所受合力不为零时,其动能一定发生变化 例题2、运动员将质量的球,从离地高处以的水平初速度抛出,如图所示,设球运动过程空气阻力可忽略不计,重力加速度取求: 物体抛出时重力势能取地面为零势面。 物体抛出时的初动能。 物体触地瞬间的动能。 例题3、一个人站在阳台上,从阳台边缘以相同的速率,分别把三个质量相同的球竖直上抛、竖直下抛、水平抛出,不计空气阻力,则比较三球落地时的动能 A. 上抛球最大 B. 下抛球最大 C. 平抛球最大 D. 三球一样大 【问题探究】如图所示,质量为m的物块从斜面顶端由静止滑下,已知斜面倾角为θ,物块与斜面之间的动摩擦因数为μ,斜面高h. (1)物块在下滑过程中受哪些力的作用?各个力做的功为多少? (2)物块的动能怎样变化?物块到达斜面底端时动能为多大? 【知识点2】应用动能定理解题的一般步骤: (1)选取研究对象(通常是单个物体),明确它的运动过程. (2)对研究对象进行受力分析,明确各力做功的情况,求出外力做功的代数和. (3)明确物体在初、末状态的动能Ek1、Ek2. (4)列出动能定理的方程W=Ek2-Ek1,结合其他必要的辅助方程求解并验算. 例题4、一个质量为的小孩从滑梯顶端由静止开始滑下,滑到底端时的速度为,已知滑梯顶端距地面高度为,取下列说法中正确的是 A. 合外力做功 B. 阻力做功 C. 重力做功 D. 支持力做功 跟踪训练:如图所示,质量为的物体在水平恒力的推动下,从山坡底部处由静止运动至高为的坡顶,获得速度为,的水平距离为下列说法正确的是 A. 物体重力所做的功是 B. 合力对物体做的功是 C. 推力对物体做的功是 D. 克服阻力对物体做的功是 例题5、如图所示,假设在某次比赛中跳水运动员从高处的跳台跳下,设水的平均阻力约为其体重的倍,在粗略估算中,把运动员当做质点处理,为了保证运动员的人身安全,池水深度至少为不计空气阻力 A. B. C. D. 例题6、质量的物体,在与物体初速度方向相同的水平拉力的作用下,沿水平面运动过程中动能位移的图线如图所示取求 物体的初速度 物体和水平面间的动摩擦因数 拉力的大小. §8-3 动能和动能定理 作业 班级: 学号: 姓名: 一、选择题 1.高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动,在启动阶段列车的动能 A. 与它所经历的时间成正比 B. 与它的位移成正比 C. 与它的速度成正比 D. 与它的阻力成正比 2.关于动能定理,下列说法中正确的是 A. 在某过程中,外力做的总功等于各个力做功的绝对值之和 B. 只要有力对物体做功,物体的动能就一定改变 C. 动能定理只适用于直线运动,不适用于曲线运动 D. 动能定理既适用于恒力做功的情况,又适用于变力做功的情况 3.静止于水平地面上点的足球,被运动员以一定的初速度踢起,经最高点最终落到了地面上的点,不考虑空气阻力,关于足球在空中运动的过程中动能的变化情况,下列说法正确的是 A. 变大 B. 不变 C. 变小 D. 先变小后变大 4.一质量为的滑块,以的初速度在光滑的水平面上向左滑行。从某一时刻起在滑块上施加一个向右的水平力,经过一段时间后,滑块的速度方向变成向右,大小仍为。在这段时间里水平力对物体所做的功是 A. B. C. D. 无法确定 5.质量为的物体从地面上方高处无初速释放,落在地面后出现一个深度为的坑,如图所示,在此过程中 A. 重力对物体做功为 B. 物体克服阻力做功为 C. 地面对物体的平均阻力为 D. 物体克服阻力做功为 6.一物块从某高度水平抛出,取水平地面为零重力势能面.在抛出点物块的重力势能是动能的倍,不计