第1章 第3节 动能和动能定理（Word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第二册（鲁科版2019）

第3节　动能和动能定理(赋能课—精细培优科学思维) 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。 一、动能 1．含义：物体因运动而具有的能量。 2．表达式：Ek＝mv2。 3．单位：在国际单位制中单位为焦耳，1 J＝1_kg·(m/s)2＝1 N·m。　 4．标矢性：动能是标量，只有大小，没有方向。 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变化量。 3．表达式：W＝Ek2－Ek1。 4．两种情况 (1)合外力对物体做正功，Ek2>Ek1，动能增大。 (2)合外力对物体做负功，Ek2<Ek1，动能减小。 5．适用范围 既适用于恒力做功，也适用于变力做功；既适用于直线运动，也适用于曲线运动。,[微情境·大道理] 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。(×) 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 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。 [要点释解明] 1．动能的“三性” 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。 [题点全练清] 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 解析：选C　动能是普遍存在的能量的一种基本形式，运动的物体都具有动能，故A错误；根据Ek＝mv2知，质量为正值，速度的平方为正值或零，则动能不会为负值，故B错误；一定质量的物体，动能变化，则速度的大小一定变化，所以速度一定变化；但是速度变化，有可能大小不变，方向变化，所以动能不一定变化，故C正确；动能不变的物体，速度方向可能变化，则物体不一定处于平衡状态，故D错误。 2．一物体的速度为v0时，其动能为Ek，当其速度变为2v0时，其动能变为(　 ) A．2Ek B.Ek C．4Ek D.Ek 解析：选C　由动能的表达式Ek＝mv02可知，当物体的速度增大为原来的2倍时，物体的动能Ek′＝m·(2v0)2＝4Ek，C正确。 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 解析：选AD　小球速度变化量Δv＝v2－v1＝5 m/s－(－5 m/s)＝10 m/s，小球动能的变化量ΔEk＝mv22－mv12＝0。故A、D正确。 强化点(二)　探究恒力做功与动能改变的关系