内容正文:
动能和动能定理
(赋能课—精细培优科学思维)
第3节
课标要求 层级达标
1.理解动能和动能定理。
2.能用动能定理解释生产生活中的现象。 学考层级 1.初步形成动能的概念。
2.能对比较简单的运动过程应用动能定理进行分析与计算。
3.领悟应用牛顿第二定律和运动学公式推导动能定理的过程。
选考层级 1.理解动能定理的确切含义,能应用动能定理解决实际问题。
2.能对比较复杂的多过程应用动能定理进行分析和计算,获得结论。
01
02
目
录
课前预知教材
课堂精析重难
3
课前预知教材
一、动能
1.含义:物体因______而具有的能量。
2.表达式:Ek= ________。
3.单位:在国际单位制中单位为______,1 J=_____________=1 N·m。
4.标矢性:动能是_____,只有_____,没有方向。
运动
焦耳
1 kg·(m/s)2
标量
大小
1.动能是标量,且没有负值,其大小与速度的方向无关。
2.物体的动能与它的质量和速度大小有关。
二、动能定理
1.推导:如图所示,物体的质量为m,初速度为v1,在与运动方向相同的合外力F的作用下经过一段位移s后,速度增加到v2,此过程中合外力F做的功为W。(摩擦力不计)
2.内容:合外力对物体所做的功等于物体动能的_______。
3.表达式:W=__________。
4.两种情况
(1)合外力对物体做正功,Ek2>Ek1,动能______。
(2)合外力对物体做负功,Ek2<Ek1,动能______。
变化量
Ek2-Ek1
增大
减小
5.适用范围
既适用于______做功,也适用于_____做功;既适用于_____运动,也适用于_______运动。
恒力
变力
直线
曲线
1.如图所示为正在空中飞行的飞机。
请对以下结论作出判断:
(1)运动的飞机具有的能量就是动能。( )
(2)飞机的速度发生变化时,动能一定发生变化。( )
(3)在飞机的质量不变的情况下飞机的动能发生变化时,速度一定发生了变化。( )
(4)速度越大的物体,具有的动能也越大。( )
[微情境·大道理]
×
×
√
×
2.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?速度怎么变化?动能怎么变化?
(2)歼-15战机着舰时,阻拦索对战斗机做什么功?战斗机的动能怎么变化?
提示:(1)正功 变大 增大
(2)负功 减小
课堂精析重难
强化点(一) 动能及动能变化
任务驱动
龙卷风具有巨大的能量,可以拔起大树、
掀翻汽车、摧毁房屋。龙卷风具有的能量是
什么能?这种能与哪些因素有关?
提示:动能。与质量和速度大小有关。
1.动能的“三性”
[要点释解明]
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
标量性 动能是标量,没有方向
瞬时性 动能是表征物体运动状态的物理量,与物体的某一位置(或某一时刻)的速度相对应
2.动能与动能变化量的区别
(1)动能与动能变化量是两个不同的概念。
①动能描述的是物体在某一时刻或某一位置由于运动而具有的能量,具有瞬时性,是状态量。
②动能变化量是物体从一个状态到另一个状态的动能的变化,即对应一个过程。
(2)动能为非负值,而动能变化量有正负之分。ΔEk>0表示物体的动能增大,ΔEk<0表示物体的动能减小。
1.(2023·山东德州高一调研)对于动能的理解,下列说法正确的是( )
A.动能是能量的一种表现形式,运动的物体也可能不具有动能
B.动能有可能为负值
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
[题点全练清]
答案:C
答案:C
3. (多选)一质量为0.1 kg的小球,以5 m/s的
速度在光滑水平面上匀速运动,与竖直墙壁碰
撞后以原速率反弹,若以弹回的速度方向为正
方向,则小球碰墙过程中的速度变化量和动能变化量正确的是( )
A.Δv=10 m/s B.Δv=0
C.ΔEk=2.5 J D.ΔEk=0
答案:AD
强化点(二) 探究恒力做功与动能改变的关系
[要点释解明]
1.实验器材:小车、钩码、天平、打点计时器、低压交流电源、细绳、一端附有定滑轮的长木板、复写纸、纸带、刻度尺等。
2.实验方案:
(1)安装器材,平衡摩擦力。
(2)让钩码拉动小车运动。
(3)纸带记录小车的运动。
(4)数据分析:拉力做功与小车动能改变的关系。
(2)实验数据的处理:
①计算各数据中速度的平方v2和相应的外力做功W的数值并填入表中。
物理量 编号
1