3 动能和动能定理-2022-2023学年高一物理同步备课讲义 (人教版2019必修第二册)

3 动能和动能定理 [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 4. 能用动能定理处理一些简单的多过程问题 5. 能用动能定理处理一些简单的曲线运动问题 1、 动能的表达式 1． 表达式： 2． 单位：与功的单位相同，国际单位为焦耳，符号为J. 3． 标矢性：动能是标量，只有 ，没有 ． 2、 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 ． 2． 表达式： .如果物体受到几个力的共同作用，W即为 ，它等于 ． 3． 动能定理既适用于恒力做功的情况，也适用于 做功的情况；既适用于直线运动，也适用于 运动． 1. 如果物体所受的合外力为零，那么合外力对物体做功一定为零．(　　) 2. 物体在合外力作用下做变速运动时，动能一定变化．(　) 3. 物体的动能不变，所受的合外力必定为零．(　) 4. 合力对物体做正功，物体的动能增加；合力对物体做负功，物体的动能减少．(　　) 5. 动能像重力势能一样有正负(　　) 6. 质量一定的物体，动能变化时，速度一定变化，但速度变化时，动能不一定变化(　　) 7. 动能不变的物体，一定处于平衡状态(　　) 8. 只要有力对物体做功，物体的动能就一定改变(　　) 9. 物体做变速运动，合外力一定不为零，动能一定变化(　　) 10. 物体所受的合外力做功，它的速度大小一定发生变化(　　) 知识点一：动能和动能定理 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． 【答案】　W＝Fl＝F·＝F·＝mv22－mv12 【探究重点】 1． 动能概念的理解 1　 动能的表达式Ek＝mv2. 2　 动能是标量，没有负值． 3　 动能是状态量，与物体的运动状态相对应． 4　 动能具有相对性，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． 动能定理 1　 在一个过程中合外力对物体做的功或者外力对物体做的总功等于物体在这个过程中动能的变化． 2　 W与ΔEk的关系：合力做功是物体动能变化的原因． a. 合力对物体做正功，即W>0，ΔEk>0，表明物体的动能增大； b. 合力对物体做负功，即W<0，ΔEk<0，表明物体的动能减小； c. 如果合力对物体不做功，则动能不变． 3　 物体动能的改变可由合外力做功来度量． 3． 　物体的速度发生了变化，物体的合外力一定做功吗？ 【例题精讲】 1. (2022江苏省淮安市期中考试)关于力对物体做的功与物体动能变化的关系,以下说法正确的是 (　　) A.某个力做正功,物体动能增加 B.某个力做负功,物体动能增加 C.合外力做正功,物体动能增加 D.合外力做负功,物体动能增加 【巩固训练】 2. (2021·山东卷)如图所示，粗糙程度处处相同的水平桌面上有一长为L的轻质细杆，一端可绕竖直光滑轴O转动，另一端与质量为m的小木块相连。木块以水平初速度出发，恰好能完成一个完整的圆周运动。在运动过程中，木块所受摩擦力的大小为(　　) A. B. C. D. 知识点二：动能定理的简单应用 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？物块到达斜面底端时的速度为多大？ 【探究重点】 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． 【例题精讲】 3. (2022河南省九校联考)如图所示,一个质量为m的滑块静止放在水平地面上的A点,受到一个与水平方向成θ角的斜向上恒力F作用开始运动,当滑块前进l到达B点时速度大小为v,此时撤去F,滑块最终停在水平地面上的C点,B、C间的距离为x,滑块与地面间的动摩擦因数为μ。则下列关系式正确的是(　　) A.Flcos θ=μmg(l+x) B.μ(mg-Fsin θ)l=μmgx C.Flcos θ-μmgx=mv2 D.Fl(cos θ+μsin θ)=μmg(l+x) 【巩固训练】 4. (