8.3 动能和动能定理-2022-2023学年高一物理下学期同步学案+典例+练习（人教版2019必修第二册）

8.3 动能和动能定理 基础知识梳理 一、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 ，只有 ，没有 . 二、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： .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.适用范围：动能定理是物体在恒力作用下，并且做直线运动的情况下得到的，当物体受到变力作用，并且做曲线运动时，可以采用把整个过程分成许多小段，也能得到动能定理. 典型例题分析 考点一：动能的定义和表达式 【例1】如图所示，物理项目化学习小组在空旷的室外测试某型号无人机负重飞行能力。测试时将重20N的物体A固定在无人机上，并控制无人机完成以3m/s的速度匀速上升、在空中悬停、以2m/s的速度匀速下降三个阶段的测试项目，同时利用系统软件记录多次测量的相关信息，并做出测评报告。下列说法中（　　） ①匀速上升阶段，物体A相对于地面是运动的 ②匀速上升阶段，物体A的机械能不变 ③匀速下降阶段，物体A的重力势能转化为动能 ④物体A匀速下降阶段的动能小于匀速上升阶段的动能 A．只有①③正确 B．只有②④正确 C．只有①④正确 D．只有①②③正确 【变式练习】 1．一质量为的滑块，以的速度在光滑水平面上滑行，该物体的动能是（　　） A． B． C． D． 2．如图所示，小球从竖直放置的轻弹簧正上方自由下落。在小球接触弹簧到弹簧被压缩到最短的过程中，小球的动能（　　） A．变小 B．先变大后变小 C．变大 D．先变小后变大 考点二：计算物体动能的改变量 【例2】在地面竖直上抛一质量为m的物块，上升的最大高度为h，抛出时的速度为v0，用g表示重力加速度，则从抛出到最高点的过程中物块克服空气阻力所做的功等于（　　） A． B． C． D． 【变式练习】 1．做匀加速直线运动的物体，速度从增大到，动能增加了，速度从增大到，动能增加了，则等于（　　） A．1:1 B．2:3 C．3:5 D．4:9 2．如图所示，两个相互垂直的力和作用在质量为的物体上，使物体在光滑水平面上由静止开始运动，物体运动一段位移时，对物体做功，对物体做功，则此时物体的速率为（    ） A． B． C． D． 考点三：动能定理的表述及其推导过程 【例3】如图，人骑自行车在水平路面沿直线行进。当人停止蹬车后，自行车受阻力作用做减速运动，直至速度减为零。此过程中克服阻力做功为W，人停止蹬车时自行车的速度为v，符合实际情况的图像为图中的（　　） A． B． C． D． 【变式练习】 1．关于运动物体所受的合力、合力的功、运动物体动能的变化，下列说法中正确的是（　　） A．运动物体所受的合力不为零，合力一定做功，物体的动能一定变化 B．运动物体所受的合力为零，则物体的动能一定不变 C．运动物体的动能保持不变，则该物体所受合力一定为零 D．运动物体所受合力不为零，则该物体不一定做变速运动 2．下列关于动能定理的说法正确的是（　　） A．合外力对物体做多少正功，动能就增加多少 B．合外力对物体做多少负功，动能就增加多少 C．合外力对物体做正功，动能也可能保持不变 D．不管合外力对物体做多少正功，动能均保持不变 考点四：用动能定理求解外力做功和初末速度 【例4】如图所示，人通过滑轮将质量为m的物体，沿粗糙的斜面由静止开始匀加速地由底端拉上斜面，物体上升的高度为h时，速度为v。则在此过程中（    ） A．物体所受的合力做功等于 B．物体所受的合力做功等于 C．人的拉力做功等于 D．人的拉力做功小于 【变式练习】 1．如图所示，一个长为L，质量为M的木板，静止在光滑水平面上，一个质量为m的物块（可视为质点），以水平初速度，从木板的左端滑向另一端，设物块与木板间的动摩擦因数为，当物块与木板相对静止时，物块仍在长木板上，物块相对木板的位移为d，木板相对地面的位移为s，重力加速度为g。则在此过程中（　　） A．摩擦力对物块做功为 B．摩擦力对木板做功为 C．木板动能的增量为 D．由于摩擦而产生的热量为 2．某同学在操场练习掷铅球，第一次以速度水平掷出铅球，第二次以与水平方向成角斜向上掷出铅球，结果铅球都落到了P点。已知铅球两次出手时的高度和速度大小均相同，两次铅球的水平射程均为，则下列说法正确的是（    ） A．铅球两次在空中运动的时间一定相同 B．铅球两次到达P点时的速度一定相同 C．第一次铅球在空中运动的时间更短 D．铅球两次在空中运动的位移不相同 考点五：汽车的制动距离问题 【例5】一辆汽车以v1=6m/s的速度沿水平路面行驶时，急刹车后能滑行，如果以v2=1