8.3 动能和动能定理（导学案）-【上好课】高一物理同步高效课堂（人教版2019必修第二册）

第3节　动能和动能定理 导学案 【学习目标】 1.掌握动能定理的表达式和单位，知道动能是标量。 2.能运用牛顿第二定律与运动学公式推导出动能定理表达式，理解动能定理的物理意义。 3.能应用动能定理解决简单的问题。 【学习重难点】 1.掌握动能的概念（重点） 2.理解动能定理的内容（重点） 3.应用动能定理解决简单或者多过程问题（重点难点） 【知识回顾】 一、功 1．功的公式：W＝ ，其中F、l、α分别为 、位移的大小、 。 2．功是标量。在国际单位制中，功的单位是 ，符号是J。 二、正功和负功 1．力对物体做正功或负功的条件 由W＝Flcos α可知 (1)当α＝时，W＝ ，力F对物体不做功。 (2)当0≤α＜时，W 0，力F对物体做 功。 (3)当＜α≤π时，W 0，力F对物体做 功。 2．总功的计算 当一个物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体所做的总功等于： (1)各个力分别对物体所做功的 。 (2)这几个力的 对物体所做的功。 【自主预习】 一、动能的表达式 1.定义：在物理学中用“ ”这个量表示物体的动能。 2.表达式：Ek＝ 。 3.单位：在国际单位制中是 ，符号为 。1 kg(m/s)2＝1 N·m＝1 J。 二、动能定理 1.内容：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中 。 2.表达式：W＝ 。如果物体受到几个力的共同作用，W即为 ，它等于 。 3.适用范围：动能定理是物体在恒力作用下，并且做直线运动的情况下得到的，当物体受到 作用，或者做 运动时，可以采用把整个过程分成许多小段，也能得到动能定理。 【课堂探究】 思考与讨论： (1)物体的动能与哪些因素有关？是什么样的关系？ (2)动能与物体的质量和速度之间有什么定量的关系呢？ 一、动能的表达式 思考与推导：试寻求以下两种情境下的过程中外力做的功与v1、v2的关系？ (1)情境一：在光滑水平面上质量为m的物体，在与运动方向总相同的恒力F的作用下发生一段位移l，速度由v1增加到v2，如图所示。试寻求这个过程中外力做的功与v1、v2的关系？ (2)情境二：在粗糙水平面上质量为m的物体，物体所受摩擦力恒为f，在与运动方向总相同的恒力F的作用下发生一段位移l，速度由v1增加到v2，如图所示。试寻求这个过程中外力做的功与v1、v2的关系？ 动能的表达式： 1.定义：在物理学中用 这个量表示物体的动能。 2.公式： 3.单位：在国际单位制中是焦耳，符号为J。1 kg(m/s)2＝1 N·m＝1 J。 4.动能是 ，且只有 值，动能只与物体的速度大小 ，与速度方向 。 5.动能是状态量。v是 速度，在某一时刻，物体具有一定的速度，也就具有一定的动能。 6.动能具有 性，对不同的参考系，物体速度有不同的瞬时值，也就具有不同的动能，一般都以地面为参考系研究物体的运动。 二、动能定理 1.内容：外力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的 。 2.公式：W= 如果物体受到几个力的共同作用，W即为 做的功，它等于各个力做功的 。 3.物理意义：动能定理指出了 对物体所做的总功与物体动能 之间的关系，即若 做正功，物体的动能 ，若 做负功，物体的动能 ，做了多少功，动能就变化多少。 4.实质：动能定理从能量变化的角度反映了力改变运动的状态在 上的累积效果。 5.适用范围：动能定理是物体在恒力作用下，并且做直线运动的情况下得到的，当物体受到变力作用，或者做曲线运动时，可以采用把整个过程分成许多小段，也能得到动能定理。 【例题1】一架喷气式飞机，质量m =7.0×104kg，起飞过程中从静止开始滑跑.。当位移l达到2.5×103m时，速度达到起飞速度v =80m/s，飞机受到的平均阻力是飞机所受重力的1/50。g取10m/s2，求飞机受到的牵引力。 【例题2】人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实（如图）。设某次打夯符合以下模型：两人同时通过绳子对重物各施加一个力，力的大小均为300N，方向都与竖直方向成370，重物离开地面30cm后人停止施力，最后重物自由下落把地面砸深2cm。已知重物的质量为50kg，g取10m/s2，cos370=0.8。求： （1）重物刚落地时的速度是多大？ （2）重物对地面的平均冲击力是多大？ 课堂小结： 【自我测评】 1．对于一