第四章 3.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（教科版2019）

3.动能　动能定理

一、动能　动能定理

1．能量：一个物体能够对其他物体做功，我们就说这个物体具有能量。

2．动能

(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。

1 J＝1 N·m＝1 kg·m2/s2。

3．动能定理

(1)理论推导：如图所示，质量为m的物体在沿运动方向的合外力作用下发生位移x，速度由v1增大到v2，则W＝Fx＝max＝m＝mv－mv。

即 WΔ＝Ek。

(2)表达式：

①W＝mv－mv。

②W＝Ek2－Ek1＝ΔEk。

二、动能定理的实验证明

方案1

(1)实验装置：应用必修1中“探究a与F、m之间的定量关系”的实验装置，如图所示。

(2)实验原理：把滑轮下挂的砝码及砝码盘所受的总重力视为对小车的拉力，测量拉力F与小车质量m，通过分析纸带上的点迹，计算出小车在各计数点间运动的过程中拉力F对它做的功W以及该过程中增加的动能，如果二者在误差允许范围内相等，则验证了在这个过程中外力对小车做的功等于它的动能的增量。

方案2　使用数据实时采集系统进行验证。

(1)误差分析

①没有满足砝码盘及砝码的质量远小于小车质量带来系统误差。

②未能恰好平衡摩擦力带来系统误差。

③测量长度时带来偶然误差。

(2)注意事项

①平衡摩擦力时，不挂重物，轻推小车后，小车能做匀速直线运动。

学生用书第86页

②计算牵引力做功时，可以不必算出具体数值，只用位移的数值与符号G的乘积表示即可。

1．判断正误

(1)做匀速圆周运动的物体的动能保持不变。(　　)

(2)动能定理表达式中，等号的左边一定是合外力做的功。(　　)

(3)物体的速度发生变化，合外力做功一定不等于零。(　　)

答案：　(1)√　(2)√　(3)×

2.链接实景

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。

知识点一　对动能的理解

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：动能是标量，没有方向。

(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。

2．动能与速度的三种关系

(1)数值关系：Ek＝mv2，同一物体，速度v越大，动能Ek越大。

(2)瞬时关系：动能和速度均为状态量，二者具有瞬时对应关系。

(3)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。

(多选)关于动能的理解，下列说法正确的是(　　)

A．一般情况下，Ek＝mv2中的v是相对于地面的速度

B．动能的大小由物体的质量和速率决定，与物体的运动方向无关

C．物体以相同的速率向东和向西运动，动能的大小相等、方向相反

D．当物体以不变的速率做曲线运动时其动能不断变化

AB　[动能是标量，由物体的质量和速率决定，与物体的运动方向无关。动能具有相对