第四章 第三节 动能 动能定理（教师用书）-2022-2023学年新教材高中物理必修第二册【正禾一本通】同步课堂高效讲义（粤教版2019）

第三节　动能　动能定理 【核心素养目标】 物理观念 知道动能的定义和表达式。知道动能定理的内容和表达式。 科学思维 正确理解动能定理，知道动能定理的适用条件，会用动能定理进行分析和计算。 科学探究 领悟应用功的表达式、牛顿第二定律和运动学公式推导动能定理的过程。 一、动能 1．定义：物体由于运动而具有的能量。 2．表达式：Ek＝mv2。 3．单位：与功的单位相同，国际单位为焦耳，符号为J。 4．标矢性：动能是标量，只有大小没有方向。 二、动能定理 1．内容：合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．适用范围：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。 1．判断正误 (1)某物体的速度加倍，它的动能也加倍。(×) (2)两质量相同的物体，动能相同，速度一定相同。(×) (3)合外力做功不等于零，物体的动能一定变化。(√) (4)物体的速度发生变化，合外力做功一定不等于零。(×) (5)物体的动能增加，合外力做正功。(√) 2．链接实景 歼­15战机是我国自主研发的第一款舰载战斗机，已经实现了在“辽宁舰”上各种训练，形成战斗力，如图所示为正在起飞的歼­15战机。 (1)歼­15战机起飞时，合力做什么功？速度怎样变化？动能怎样变化？ (2)歼­15战机着舰时，阻拦索对战斗机做什么功？战斗机的动能怎样变化？ 提示：(1)合力做正功，速度变大，动能增大。 (2)做负功，动能减小。 学生用书第98页 知识点一　对动能的理解 如图所示，让铁球从光滑的斜面上由静止滚下，与木块相碰，推动木块，对木块做功。 (1)让同一铁球从不同的高度由静止滚下，可以看到：高度大时铁球把木块推得远，对木块做的功多。 (2)让质量不同的铁球从同一高度由静止滚下，可以看到：质量大的铁球把木块推得远，对木块做的功多。 以上两个现象说明影响动能的因素有哪些？ 提示：由于铁球从同一光滑斜面上由静止滚下，加速度相同。同一铁球从不同高度由静止滚下，高度大的到达水平面时的速度大，速度越大，把木块推得越远，对木块做功越多，故影响动能的因素有速度；质量不同的铁球从同一高度由静止滚下，到达水平面时的速度相等，质量大的铁球把木块推得远，对木块做功多，说明影响动能的因素有质量。 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．动能与速度的三种关系 (1)数值关系：Ek＝mv2，同一物体，速度v越大，动能Ek越大。 (2)瞬时关系：动能和速度均为状态量，二者具有瞬时对应关系。 (3)变化关系：动能是标量，速度是矢量。当动能发生变化时，物体的速度(大小)一定发生了变化；当速度发生变化时，可能仅是速度方向的变化，物体的动能可能不变。 (多选)(2022·黑龙江哈尔滨高一联考)关于动能，下列说法正确的是(　　) A．动能是普遍存在的机械能中的一种基本形式，凡是运动的物体都具有动能 B．公式Ek＝mv2中，速度v是物体相对于地面的速度，且动能总是正值 C．一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化，但速度变化时，动能不一定变化 D．动能不变的物体，一定处于平衡状态 AC　[动能是物体由于运动而具有的能量，所以凡是运动的物体都具有动能，故A正确；公式Ek＝mv2中，速度v与参考系的选取有关，但参考系不一定是地面，故B错误；速度是矢量，当其只有方向发生变化时，动能不变化，此时物体不处于平衡状态，一定质量的物体，动能变化时，其速度大小一定变化，即速度一定变化，故C正确，D错误。] 针对练1．两个物体质量比为1∶4，速度大小之比为4∶1，则这两个物体的动能之比为(　　) A．1∶1 B．1∶4 C．4∶1 D．2∶1 C　[根据Ek＝mv2得，质量之比为1∶4，速度大小比为4∶1，则动能之比为4∶1，故C正确，A、B、D错误。] 针对练2．改变消防车的质量和速度，能使消防车的动能发生改变。在下列几种情况下，消防车的动能是原来的2倍的是(　　) A．质量不变，速度增大到原来的2倍 B．质量减半，速度增大到原来的4倍 C．速度不变，质量增大到原来的2倍 D．速度减半，质量增大到原来的2倍 C　[设物体的原始质量为2 kg，原始的速度为1 m/s，由公式Ek＝mv2，代入数据得，原来动能Ek＝1 J。质量不变，则m＝2 kg，速度变为原来的2倍，则v＝2 m/s，由公式Ek＝mv2，代入数据得动能Ek1＝4 J，动能变为原来4倍，故A错误；质量减半，则m＝1 kg，速度变为原来的4倍，则v＝4 m/s，由公式Ek＝mv2，代