第四章 第三节 动能 动能定理（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理必修第二册（粤教版2019）

第三节　动能　动能定理 课程内容要求 核心素养提炼 1.掌握动能的表达式和单位，知道动能是标量． 2．能运用牛顿第二定律与运动学公式导出动能定理． 3．理解动能和动能定理．能用动能定理解释生产生活中的现象． 1.物理观念：理解动能的概念及动能定理． 2．科学思维：经历动能概念的建立过程，提高演绎推理能力，会用动能定理解决力学中的实际问题． 3．科学态度与责任：感受生活中动能定理的应用，提高理论与实践相结合的能力． [对应学生用书P65] 1．定义：物体由于运动而具有的能量． 2．表达式：Ek＝__mv2__． 3．单位：与功的单位相同，国际单位为焦耳． 4．特点： (1)具有瞬时性，是状态量(选填“状态量”或“过程量”). (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，通常是指物体相对于地面的动能． (3)是标量(选填“标量”或“矢量”)，没有方向，Ek≥0. [思考] 如图所示为古代战争中攻击城门的战车，战车上装有一根质量很大的圆木，有很多士兵推着以很大的速度撞击城门，轻而易举地将城门撞破，圆木的质量很大，速度很大时，是为了增加圆木的什么能？ 提示　动能 1．推导：如图所示，物体的质量为m，在运动方向上受到合外力F的作用发生了一段位移x，速度由v1增加到v2，此过程合外力F做的功为W. 2．内容：合力对物体所做的功等于物体动能的变化． 3．表达式：W＝ΔEk＝Ek2－Ek1． 4．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． [判断] (1)做匀速圆周运动的物体的动能保持不变．(√) (2)外力对物体做功，物体的动能一定增加．(×) (3)动能定理中的W为合外力做的功．(√) (4)物体的动能增加，合外力做正功．(√) [对应学生用书P65] 探究点一　动能及动能的变化 让铁球从光滑的斜面上由静止滚下，与木块相碰，推动木块做功．(如图所示) (1)让同一铁球从不同的高度由静止滚下，可以看到：高度大时铁球把木块推得远，对木块做的功多． (2)让质量不同的铁球从同一高度由静止滚下，可以看到：质量大的铁球把木块推得远，对木块做的功多． 以上两个现象说明影响动能的因素有哪些？ 提示　由于铁球从同一光滑斜面上由静止滚下，加速度相同．同一铁球从不同高度由静止滚下，高度大的到达水平面时的速度大，速度越大，把木块推得越远，对木块做功越多，故影响动能的因素有速度；质量不同的铁球从同一高度由静止滚下，到达水平面时的速度相等，质量大的铁球把木块推得远，对木块做功多，说明影响动能的因素有质量． 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，与物体的运动状态(或某一时刻的速度)相对应 2.动能与速度的三种关系 数值关系 Ek＝mv2，同一物体，速度v越大，动能Ek越大 瞬时关系 动能和速度均为状态量，二者具有瞬时对应关系 变化关系 动能是标量，速度是矢量．当动能发生变化时，物体的速度(大小)一定发生了变化，当速度发生变化时，可能仅是速度方向的变化，物体的动能可能不变 [特别提醒] 动能变化量ΔEk：物体的动能变化量是末动能与初动能之差，即ΔEk＝mv－mv，若ΔEk＞0，则表示物体的动能增加，若ΔEk＜0，则表示物体的动能减小． 关于运动物体的合外力做功和动能、速度变化的关系，下列说法正确的是(　　) A．物体做变速运动，合外力一定不为零，动能一定变化 B．若合外力对物体做功为零，则合外力一定为零 C．合外力对物体做功，它的速度大小一定发生变化 D．物体的动能不变，所受的合外力必定为零 C　[力是改变物体速度的原因，物体做变速运动时，合外力一定不为零，但合外力不为零时，做功可能为零，动能可能不变，A、B错误；合外力对物体做功，它的动能一定变化，速度大小也一定变化，C正确；物体的动能不变，所受合外力做功一定为零，但合外力不一定为零，D错误．] [训练1]　下面有关动能的说法正确的是(　　) 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，物体的动能也不变 C．物体做自由落体运动时，重力做功，物体的动能增加 D．物体的动能变化时，速度不一定变化，速度变化时，动能一定变化 C　[物体只要速率不变，动能就不变，A错；动能是标量，不能分解，做平抛运动的物体动能逐渐增大，B错；物体做自由落体运动时，其合力等于重力，重力做正功，物体的动能增加，故C正确；物体的动能变化时，速度一定变化，速度变化时，动能不一定变化，故D错．] [训练2]　(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