(教用word)第1章　第3节　动能和动能定理-【提分教练】2022-2023学年新教材高中物理必修第二册(鲁科版2019)

第3节　动能和动能定理 学业要求＋核心素养 1．知道动能的表达式，会计算物体的动能。(物理观念) 2．能通过实验探究恒力做功与动能改变的关系。(科学探究) 3．能运用牛顿第二定律与运动学公式推导出动能定理。(科学思维) 4．理解动能定理，会运用动能定理分析解决有关生产生活问题。(科学态度与责任) 一、动能 1．基础梳理 (1)概念 物体由于运动而具有的能量。 (2)表达式 Ek＝mv2。 ①表达式中的速度是瞬时速度。 ②动能是标量(选填“标量”或“矢量”)，是状态(选填“过程”或“状态”)量。 (3)单位 动能的国际单位是焦耳，简称焦，用符号J表示。 2．尝试探究 如图所示是探究动能的大小与哪些因素有关的实验，图中A球的质量大于B球的质量。让小球从斜面上滚下，静止在地面上的纸盒被碰后，滑行一段距离停下来。 甲　　　　乙　　　　　丙 (1)由此实验你能得出物体的动能与哪些因素有关吗？ 提示：在此实验中，小球的高度在这个题中代表了其速度的大小，让小球从同一高度滚下的目的是两球到达水平面时能够具有相同的速度。 甲与乙两实验中两球的质量相同，到达底端的速度不同，根据被碰纸盒的滑行距离可知，小球的动能与其速度有关；甲与丙两实验中两球到达底端的速度相同，质量不同，根据被碰纸盒的滑行距离可知，小球的动能与其质量有关。 (2)物体的动能与质量、速度有关，具体的定量关系表达式是什么？ 提示：Ek＝mv2。 二、恒力做功与动能改变的关系 1．基础梳理 (1)实验目的 探究恒力做功与动能改变的关系。 (2)实验原理 在钩码的拉动下，小车的速度发生了变化，也就是小车的动能发生了变化。钩码对小车的拉力对小车做了功，只要能求出小车动能的变化量、小车运动的位移以及钩码对小车的拉力(近似等于钩码的重力)，就可以研究W＝Fs与ΔEk之间的关系。 (3)实验器材 长木板(一端附有滑轮)、打点计时器、钩码若干、小车、纸带、复写纸片、刻度尺、细线、交流电源。(实验装置如图所示) (4)实验步骤 ①将打点计时器固定在长木板上，把纸带的一端固定在小车的后面，另一端穿过打点计时器。 ②改变木板倾角，使小车重力沿斜木板方向的分力平衡小车及纸带受到的摩擦力，使小车做匀速直线运动。 ③用细线将木板上的小车通过一个定滑轮与悬吊的钩码相连。接通电源，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点。 ④更换纸带，重复实验。选择一条点迹清晰的纸带进行数据分析。 2．尝试探究 (1)实验时为何要平衡摩擦力？如何平衡摩擦力？ 提示：平衡摩擦力后才能保证拉力做的功等于合外力做的功，实验时可将木板的一端垫高，使重力沿斜面的分力与摩擦力相平衡。 (2)如何从纸带上分析出小车在通过某一点时的速度？ 提示：利用一段时间的平均速度表示该段时间中点的瞬时速度来求小车通过某一点的速度。 三、动能定理 1．基础梳理 (1)内容 合外力对物体所做的功等于物体动能的变化量。 (2)表达式 W＝Ek2－Ek1。 (3)两种情况 ①合外力对物体做正功，Ek2＞Ek1，动能增加。 ②合外力对物体做负功，Ek2＜Ek1，动能减少。 2．尝试探究 如图所示，一架喷气式飞机正在起飞。飞机质量为m，牵引力为F，跑道长度为L，阻力为f，飞机起飞时需要达到的速度大小为v。 (1)飞机起飞时，合外力做的功是多少？飞机动能的变化是多少？ 提示：合外力做功W＝(F－f)L 动能的变化ΔEk＝mv2－0＝mv2。 (2)合外力做功与动能的变化是什么关系？ 提示：根据动能定理，W＝ΔEk。 1．判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)两个物体中，速度大的动能也大。 (×) (2)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。 (×) (3)动能是矢量，其方向与速度方向相同。 (×) (4)物体的速度发生变化，其动能就一定发生变化。 (×) (5)在运动过程中，某物体的动能保持不变，其速度也一定保持不变。 (×) (6)动能定理表达式W＝Ek2－Ek1中，等号的左边一定是合外力做的功。 (√) (7)动能定理只适用于做匀变速直线运动的物体。 (×) (8)动能的改变量指的是物体末状态的动能减初状态的动能。 (√) 2．关于动能的概念，下列说法正确的是(　　) A．物体由于运动而具有的能叫作动能 B．运动物体具有的能叫动能 C．运动物体的质量越大，其动能一定越大 D．速度较大的物体，具有的动能一定较大 A　物体由于运动而具有的能叫动能，但是运动的物体可以具有多种能量，如重力势能，内能等，故A正确，B错误；由公式Ek＝mv2可知，动能既与m有关，又与v有关，C、D均错误。 3．(多选)下列方法能使汽车的动能变为原来的2倍的是(　　) A．质量不变，速度增大到原来的2倍 B．速度不变，质量增大到原来的2倍