第四章 第三节　动能　动能定理-【金版新学案】2023-2024学年新教材高一物理必修第二册同步课堂高效讲义教师用书（粤教版）

第三节　动能　动能定理 【核心素养目标】 物理观念 掌握动能的表达式和单位，知道动能是标量。 科学思维 能运用牛顿第二定律与运动学公式导出动能定理，理解动能定理的物理意义；能应用动能定理解决简单的问题。 知识点一　动能 汹涌的波涛能冲决堤岸，龙卷风能拔起大树。这些都说明运动的物体有对其他物体做功的能力，运动的物体具有能量。 这些运动的物体都具备相同的特点，具有质量、运动速度和能量，那么这种能量与质量和速度有什么关系？ 提示：质量和运动速度越大，能量越大。 1．动能：物体由于运动而具有的能量叫作动能。 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。 1．(多选)关于动能，下列说法正确的是(　　 ) A．动能是普遍存在的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。] 2．在下列几种情况下，甲、乙两物体的动能相等的是(　　 ) A．甲的速度是乙的2倍，甲的质量是乙的 B．甲的质量是乙的2倍，甲的速度是乙的 学生用书↓第88页C.甲的质量是乙的4倍，甲的速度是乙的 D．质量相同，速度大小也相同，但甲向东运动，乙向西运动 D　[A项根据Ek乙＝mv2、Ek甲＝×m(2v)2＝2×mv2＝2Ek乙，则甲的动能是乙的2倍，A错误；B项根据Ek乙＝mv2、Ek甲＝×2m＝Ek乙，则甲的动能是乙的，B错误；C项根据Ek乙＝mv2、Ek甲＝×4m＝Ek乙，则甲的动能是乙的，C错误；D项甲、乙质量相同，速度大小也相同，但甲向东运动，乙向西运动，动能大小只与物体质量和速度大小有关，与速度方向无关，动能一定相等，D正确。] 3．下面有关动能的说法中正确的是(　　 ) A．物体只有做匀速运动时，动能才不变 B．物体做平抛运动时，水平方向速度不变，动能不变 C．物体做自由落体运动时，速度逐渐变大，物体的动能增加 D．速度是矢量，物体的动能也是矢量 C　[物体只要速率不变，动能就不变，故A错误；物体做平抛运动时，速率增大，动能增大，故B错误；物体做自由落体运动时，由v＝gt知，速度逐渐变大，物体的动能增加，故C正确；虽然速度是矢量，但物体的动能是标量，故D错误。] 1．动能的三个特性 (1)动能是标量，没有负值，与物体的速度方向无关。 (2)动能是状态量，具有瞬时性，与物体的运动状态(或某一时刻的速度)相对应。 (3)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．动能的变化量：末状态的动能与初状态的动能之差，即ΔEk＝mv－mv。 知识点二　动能定理 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？速度大小怎样变化？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。 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。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：动能定理是在物体受恒力作用，并且做直线运动的情况下得到的。可以证明，动能定理在变力做功或物体做曲线运动时仍然成立。 【判断正误】 1．合力做功不等于零，物体的动能一定变化。(　　 ) 2．物体的速度发生变化，合力做功一定不等于零。(　　 ) 3．物体的动能增加，合力做正功。(　　 ) 4．动能定理只适用于恒力做功、直线运动。(　　 ) 答案：1.√　2.×　3.√　4.× 对动能定理的理解 1．表达式W＝ΔEk中的W为外力对物体做的总功 学生用书↓第89页 2．动能定理描述了做功和动能变化的两种关系 (1)等值关系：物体动能的变化量等于合力对它做的功。 (2)因果关系：合力对物体做功是引起物体动能变化的原因，合力对物体做功的过程实质上是其他形式的能与动能相互转化的过程，转化了多少由合力做的功来度量。 关于动能定理的表达式W＝Ek2－Ek1，下列说法正确的是(　　 ) A．公式中的W为