内容正文:
第三节 动能 动能定理
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粤教物理必修第二册
学习目标 核心素养
1.知道动能的定义和表达式,会计算物体的动能。
2.会用牛顿第二定律和运动学公式推导动能定理,理解动能定理的含义。
3.能用动能定理进行相关分析和计算。 物理观念:动能、动能定理。
科学思维:动能定理与牛顿第二定律的比较。
科学探究:做功与动能变化的关系。
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必备知识 自主学习
关键能力 合作探究
课堂检测 素养达标
课时作业 巩固演练
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一 动能
1.定义:物体由于________而具有的能量。
2.表达式:___________。
3.单位:与功的单位相同,国际单位为_________。
1 J=________=_____________。
运动
焦耳
1 N·m
1 kg·(m/s)2
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4.物理量特点
(1)具有瞬时性,是________。
(2)具有相对性,选取不同的参考系,同一物体的动能一般不同,一般以________为参考系。
(3)是________,没有方向,Ek>0。
状态量
地面
标量
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(F-f)s
ma
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2.内容:合力对物体所做的功等于物体______________________。
3.表达式
(1)W=________________。
(2)W=________________。
说明:Ⅰ.(1)(2)两式中W为________________,它等于各力做功的________。
Ⅱ.如果外力做正功,物体的______________;如果外力做负功,物体的________。
4.适用范围:不仅适用于________做功和________运动,也适用于________做功和______运动。
动能的变化量
Ek2-Ek1
合力所做的功
代数和
动能增加
动能减少
恒力
直线
变力
曲线
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三 动能定理的应用
动能定理在日常生活、交通运输、军事科技等各方面应用的比较广泛,如儿童滑梯、舰载机起飞等。
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[判断正误]
(1)速度大的物体动能也大。( )
(2)某物体的速度加倍,它的动能也加倍。( )
(3)合力做功不等于零,物体的动能一定变化。( )
(4)物体的速度发生变化,合力做功一定不等于零。( )
(5)物体的动能增加,合力做正功。( )
×
×
√
×
√
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动能、动能定理的理解
歼15战机是我国自主研发的第一款舰载战斗机,如图所示。
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(1)歼15战机起飞时,合力做什么功?速度怎么变化?动能怎么变化?
提示:(1)正功;增加;增加。
(2)歼15战机着舰时,阻拦索对战斗机做什么功?战斗机的动能怎么变化?
提示:(2)负功;减少。
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1.动能的“三性”
(1)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)标量性:只有大小,没有方向;只有正值,没有负值。
(3)状态量:动能是表征物体运动状态的物理量,与物体的运动状态(或某一时刻的速度)相对应。
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2.动能定理的理解
(1)表达式的理解
①公式W=Ek2-Ek1中W是合力做功,不是某个力做的功,W可能是正功,也可能是负功。
②Ek2、Ek1分别是末动能和初动能,Ek2可能大于Ek1,也可能小于Ek1。
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(2)普遍性
动能定理虽然可根据牛顿第二定律和匀变速直线运动的公式推出,但动能定理本身既适用于恒力作用过程,也适用于变力作用过程;既适用于物体做直线运动的情况,也适用于物体做曲线运动的情况。
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(3)研究对象及过程:动能定理的研究对象可以是单个物体也可以是相对静止的系统。动能定理的研究过程既可以是运动过程中的某一阶段,也可以是运动全过程。
(4)因果关系:合力对物体做功是引起物体动能变化的原因。合力做正功时,动能增加,合力做负功时,动能减少。
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(5)动能定理的实质:动能定理的实质是功能关系的一种具体体现。合力做功是改变物体动能的一种途径,物体动能的改变可由合力做的功来度量。
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[易错提醒]
(1)对物体运动的全过程应用动能定理时