第8章 3 动能和动能定理（课件PPT）-【金榜题名】2025-2026学年高一物理必修第二册同步学案（人教版）

该高中物理课件聚焦动能和动能定理，通过古代战车撞城门、铁锤打击石头等生活实例导入，衔接功和能量概念，为机械能守恒定律学习搭建知识支架，帮助学生建立能量观念。 其亮点在于以“导学探究”引导科学探究，结合“即学即用”判断题和子弹穿钢板等例题进行科学推理与论证，总结解题步骤培养科学思维。既助学生深化物理观念，又为教师提供系统教学资源，提升教学效率。

第八章　机械能守恒定律 3　动能和动能定理 第八章　机械能守恒定律 返回导航 1 目录 contents Part 01 梳理教材 夯实基础 Part 02 探究重点 提升素养 Part 04 课时作业 Part 03 随堂演练 逐点落实 第八章　机械能守恒定律 返回导航 1 第八章　机械能守恒定律 返回导航 1 梳理教材 夯实基础 返回导航 第八章　机械能守恒定律 返回导航 1 功 焦耳 J 标 大小 第八章　机械能守恒定律 返回导航 1 动能的变化 合力做的功 各个力做功的代数和 变力 曲线 第八章　机械能守恒定律 返回导航 1 第八章　机械能守恒定律 返回导航 1 第八章　机械能守恒定律 返回导航 1 探究重点 提升素养 返回导航 第八章　机械能守恒定律 返回导航 1 第八章　机械能守恒定律 返回导航 1 第八章　机械能守恒定律 返回导航 1 第八章　机械能守恒定律 返回导航 1 第八章　机械能守恒定律 返回导航 1 第八章　机械能守恒定律 返回导航 1 第八章　机械能守恒定律 返回导航 1 第八章　机械能守恒定律 返回导航 1 第八章　机械能守恒定律 返回导航 1 第八章　机械能守恒定律 返回导航 1 第八章　机械能守恒定律 返回导航 1 第八章　机械能守恒定律 返回导航 1 第八章　机械能守恒定律 返回导航 1 第八章　机械能守恒定律 返回导航 1 第八章　机械能守恒定律 返回导航 1 第八章　机械能守恒定律 返回导航 1 第八章　机械能守恒定律 返回导航 1 随堂演练 逐点落实 返回导航 第八章　机械能守恒定律 返回导航 1 第八章　机械能守恒定律 返回导航 1 第八章　机械能守恒定律 返回导航 1 第八章　机械能守恒定律 返回导航 1 第八章　机械能守恒定律 返回导航 1 第八章　机械能守恒定律 返回导航 1 第八章　机械能守恒定律 返回导航 1 第八章　机械能守恒定律 返回导航 1 第八章　机械能守恒定律 返回导航 1 第八章　机械能守恒定律 返回导航 1 第八章　机械能守恒定律 返回导航 1 第八章　机械能守恒定律 返回导航 1 第八章　机械能守恒定律 返回导航 1 谢谢观看 第八章　机械能守恒定律 返回导航 1 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，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。　 一、动能的表达式 1．表达式：Ek＝_______。 2．单位：与__的单位相同，国际单位为____，符号为__。 3．标矢性：动能是__量，只有____，没有方向。 eq \f(1,2)mv2 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，并且做____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。 eq \f(1,2)mv22－eq \f(1,2)mv12 1．判断下列说法的正误 (1)速度大的物体动能也大。(　　) (2)某物体的速度加倍，它的动能也加倍。(　　) (3)合外力做功不等于零，物体的动能一定变化。(　　) (4)物体的速度发生变化，合外力做功一定不等于零。(　　) (5)物体的动能增加，合外力做正功。(　　) (6)物体的动能发生变化，速度一定发生变化。(　　) 【答案】　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√　(6)√ 2．质量是2.0×10－3 kg的子弹，以300 m/s的速度水平射入厚度是10 mm的钢板，穿过钢板后的速度是100 m/s，则子弹穿过钢板的过程中受到的平均阻力的大小为____N。 【解析】　设平均阻力为f，根据动能定理得：eq \f(1,2)mv2－eq \f(1,2)mv02＝－fx， 代入数据解得：f＝8 000 N。 【答案】　8 000 一、动能 1．(1)如图所示，是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？ (2)人用铁锤打击石头时为什么要用质量较大的铁锤，还要高高抡起来？这样可以增大铁锤打击石头时的什么能？ 【答案】　(1)为了增大动能 (2)为了增大动能 1．对动能的理解 (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．动能变化量ΔEk ΔEk＝eq \f(1,2)mv22－eq \f(1,2)mv12，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少。 　(多选)关于动能，下列说法正确的是(　　) A．动能是普遍存在的机械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＝eq \f(1,2)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 【解析】　动能是物体由于运动而具有的能量，所以运动的物体都具有动能，故A正确；Ek＝eq \f(1,2)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。 【答案】　AC 二、动能定理的理解和应用 2．高速列车出站时加速，进站时减速，这两个过程合外力分别做什么功，列车的动能如何变化？ 【答案】　加速出站时合外力做正功，动能增大；减速进站时合外力做负功，动能减小。 对动能定理的理解 1．表达式：W＝Ek2－Ek1＝eq \f(1,2)mv22－eq \f(1,2)mv12 (1)Ek2＝eq \f(1,2)mv22表示这个过程的末动能； Ek1＝eq \f(1,2)mv12表示这个过程的初动能。 (2)W表示这个过程中合力做的功，它等于各力做功的代数和。 2．物理意义：动能定理指出了合外力对物体所做的总功与物体动能变化之间的关系，即若合外力做正功，物体的动能增加，若合外力做负功，物体的动能减小，做了多少功，动能就变化多少。 3．实质：动能定理从能量转化的角度反映了力改变运动的状态时，在空间上的累积效果。 　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为不包含重力的其他力做的总功 B．动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动；适用于恒力做功，但不适用于变力做功 C．运动物体所受合外力不为零，则该物体一定做变速运动，其动能要变化 D．公式中的Ek2－Ek1为动能的增量，当W＞0时动能增加，当W＜0时动能减少 【解析】　动能定理的表达式W＝Ek2－Ek1，W指的是合外力所做的功，包含重力做功，故A错误；动能定理适用于任何运动，既适用于直线运动，也适用于曲线运动，既适用于恒力做功，也适用于变力做功，故B错误；运动物体所受合外力不为零，则该物体一定做变速运动，若合外力方向始终与运动方向垂直，合外力不做功，动能不变，故C错误；公式中的Ek2－Ek1为动能的增量，当W＞0时，即Ek2－Ek1＞0，动能增加，当W＜0时，即Ek2－Ek1＜0，动能减少，故D正确。 【答案】　D 　人骑自行车下坡，坡长l＝500 m，坡高h＝10 m，人和车总质量为100 kg，下坡时初速度为4 m/s，人不踏车的情况下，到达坡底时车的速度为10 m/s，g取10 m/s2，则下坡过程中克服阻力所做的功为(　　) A．15 800 J　　　　 B．5 800 J C．5 000 J D．4 200 J 【解析】　下坡过程中，由动能定理得： mgh＋Wf＝eq \f(1,2)mv2－eq \f(1,2)mv02， 代入数据解得：Wf＝－5 800 J，故B正确。 【答案】　B 总结提升 应用动能定理解题的一般步骤： (1)选取研究对象(通常是单个物体)，明确它的运动过程。 (2)对研究对象进行受力分析，明确各力做功的情况，求出外力做功的代数和。 (3)明确物体在初、末状态的动能Ek1、Kk2。 (4)列出动能定理的方程W＝Ek2－Ek1，结合其他必要的辅助方程求解并验算。 【针对训练】　 如图所示，用F＝8 N的水平拉力，使质量为1 kg的物体从A点由静止开始沿水平面做匀加速直线运动到达B点，已知A、B之间的距离s＝8 m。物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.4，重力加速度取10 m/s2。求： (1)拉力F在此过程中所做的功； (2)物体运动到B点时的动能。 【解析】　(1)拉力F在此过程中所做的功为：W＝Fs＝8×8 J＝64 J； (2)由动能定理，W－μmgs＝EkB－0 所以物体运动到B点时的动能为： EkB＝W－μmgs＝64 J－0.4×1×10×8 J＝32 J。 【答案】　(1)64 J　(2)32 J 1．(对动能的理解)关于动能定理，下列说法中正确的是(　　) A．在某过程中，动能的变化等于各个力单独做功的绝对值之和 B．只要有力对物体做功，物体的动能就一定改变 C．动能定理只适用于直线运动，不适用于曲线运动 D．动能定理既适用于恒力做功的情况，又适用于变力做功的情况 【解析】　动能的变化等于各个力单独做功的代数和，A错；根据动能定理，决定动能是否改变的是总功，而不是某一个力做的功，B错；动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动，既适用于恒力做功的情况，又适用于变力做功的情况，C错，D对。 【答案】　D 2．(对动能定理的理解)如图所示，在短道速滑运动中，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲，甲获得更大的速度向前冲出。不计冰面阻力，则在乙推甲的过程中(　　) A．甲对乙做正功，甲的动能增大 B．甲对乙做正功，乙的动能增大 C．乙对甲做正功，甲的动能增大 D．乙对甲做正功，乙的动能增大 【解析】　甲对乙的作用力方向向后，与乙的速度方向相反，对乙做负功，乙的动能减小；乙对甲的作用力向前，与甲的速度方向相同，对甲做正功，甲的动能增大，故选项C正确，A、B、D错误。 【答案】　C 3．(动能定理的应用)一辆汽车以v1＝6 m/s的速度沿水平路面行驶时，急刹车后能滑行x1＝3.6 m，如果以v2＝8 m/s的速度行驶，在同样的路面上急刹车后滑行的距离x2应为(　　) A．6.4 m　　　　 B．5.6 m C．7.2 m D．10.8 m 【解析】　急刹车后，车水平方向只受摩擦力的作用，且两种情况下摩擦力的大小是相同的，汽车的末速度皆为零，由动能定理得： －Fx1＝0－eq \f(1,2)mv12① －Fx2＝0－eq \f(1,2)mv22② 联立①②式得eq \f(x2,x1)＝eq \f(v22,v12) x2＝eq \f(v22,v12)x1＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(8,6))) eq \s\up12(2)×3.6 m＝6.4 m，故A正确，B、C、D错误。 【答案】　A 4．(动能定理的应用)一个物体沿直线运动，其v－t图像如图所示，已知在前2 s内合外力对物体做的功为W，则(　　) A．从第1 s末到第2 s末合外力做功为eq \f(3,5)W B．从第3 s末到第5 s末合外力做功为W C．从第5 s末到第7 s末合外力做功为W D．从第3 s末到第5 s末合外力做功为－eq \f(2,3)W 【解析】　由v－t图像可得，物体在前2 s内速度由0变为v0，则前2 s合外力对物体做的功W＝eq \f(1,2)mv02－0＝eq \f(1,2)mv02，从第1 s末到第2 s末物体速度为v0保持不变，合外力做功WA＝eq \f(1,2)mv02－eq \f(1,2)mv02＝0，故A项错误；从第3 s末到第5 s末物体速度由v0变为0，合外力做功WB＝0－eq \f(1,2)mv02 ＝－eq \f(1,2)mv02＝－W，故B、D项错误；从第5 s末到第7 s末物体速度由0变为－v0，合外力做功WC＝eq \f(1,2)m(－v0)2－0＝eq \f(1,2)mv02＝W，故C项正确。 【答案】　C 5．(动能定理的应用)如图所示是公路上的“避险车道”，车道表面是粗糙的碎石，其作用是供下坡的汽车在刹车失灵的情况下避险。质量m＝2.0×103 kg的汽车沿下坡行驶，当驾驶员发现刹车失灵的同时发动机失去动力，此时速度表示数v1＝36 km/h，汽车继续沿下坡匀加速直行l＝350 m、下降高度h＝50 m时到达“避险车道”，此时速度表示数v2＝72 km/h。(g＝10 m/s2) (1)求从发现刹车失灵至到达“避险车道”这一过程汽车动能的变化量； (2)求汽车在下坡过程中所受的阻力； (3)若“避险车道”与水平面间的夹角为17°，汽车在“避险车道”受到的阻力是在下坡公路上的3倍，求汽车在“避险车道”上运动的最大位移(sin 17°≈0.3)。 【解析】　(1)汽车速度v1＝36 km/h＝10 m/s， v2＝72 km/h＝20 m/s。 由ΔEk＝eq \f(1,2)mv22－eq \f(1,2)mv12 得ΔEk＝3.0×105 J。 (2)由动能定理 mgh－Ffl＝eq \f(1,2)mv22－eq \f(1,2)mv12 得Ff＝eq \f(\f(1,2)mv12－\f(1,2)mv22＋mgh,l)＝2.0×103 N。 (3)设汽车在“避险车道”上运动的最大位移是x，由动能定理 －(mgsin 17°＋3Ff)x＝0－eq \f(1,2)mv22 得x＝eq \f(\f(1,2)mv22,mgsin 17°＋3Ff)≈33.3 m。 【答案】　(1)3.0×105 J　(2)2.0×103 N　(3)33.3 m $