第八章 第三节 动能和动能定理-【创新教程】2025-2026学年高中物理必修第二册五维课堂同步课件PPT（人教版）

该高中物理课件聚焦“动能和动能定理”，系统梳理动能定义、表达式、单位及特点，推导动能定理内容与表达式，通过汽车上坡情境导入，衔接牛顿运动定律，以知识梳理、基础自测、探究归纳为支架构建知识脉络。 其亮点在于融合物理观念与科学思维，通过探究导入（如汽车上坡受力与动能变化分析）、典例赏析（如飞机滑行动能计算）培养学生逻辑推理与综合分析能力，课堂小结与知识脉络图帮助学生构建体系，助力教师高效教学，提升学生解决实际问题的能力。

人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 　 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 　　 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 人教物理·必修二 自主预习探新知 合作探究攻重难 课后素养提升练 课堂自测夯基础 第三节　动能和动能定理 学 科 素 养 物理 观念 1.知道动能的符号、单位和表达式，会根据动能的表达式计算物体的动能． 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． 科学 思维 1.通过动能定理的推导，培养科学思维能力． 2．通过动能定理的应用，培养逻辑思维能力和综合分析问题的能力. [知识梳理] 一、动能的表达式 1．定义 物体由于　运动　而具有的能量． 2．表达式 Ek＝　eq \f(1,2)mv2　. 3．单位 与功的单位相同，国际单位为　焦耳　. 1 J＝1 kg·m2·s－2. 4．物理量特点 (1)具有瞬时性，是　状态量　. (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　，没有方向，Ek≥0. 二、动能定理 1．动能定理的内容 力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中　动能的变化　. 2．动能定理的表达式 (1)W＝　eq \f(1,2)mveq \o\al(2,2)－eq \f(1,2)mveq \o\al(2,1)　. (2)W＝　Ek2－Ek1　. 说明：式中W为　合外力做的功　，它等于各力做功的　代数和　. 3．动能定理的适用范围 不仅适用于　恒力　做功和　直线　运动，也适用于　变力　做功和　曲线　运动情况． [基础自测] 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (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．( √ ) 2．(多选)关于动能的理解，下列说法正确的是(　　) A．一般情况下，Ek＝eq \f(1,2)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 解析：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．动能具有相对性，无特别说明，一般指相对于地面的动能．选A、B.] 3．(多选)一物体在运动过程中，重力做了－2 J的功，合力做了4 J的功，则(　　) A．该物体动能减少，减少量等于4 J B．该物体动能增加，增加量等于4 J C．该物体重力势能减少，减少量等于2 J D．该物体重力势能增加，增加量等于2 J 解析：BD　[重力做负功，重力势能增加，增加量等于克服重力做的功，选项C错误，选项D正确；根据动能定理得该物体动能增加，增加量为4 J，选项A错误，选项B正确．] 动能、动能定理的理解 ◆[探究导入] 如图所示，一辆汽车正在上坡路上加速行驶． (1)汽车上坡过程受哪些力作用？各个力做什么功？ (2)汽车的动能怎样变化？其动能的变化与各个力做功有什么关系？ 提示：(1)汽车受重力、支持力、牵引力及路面的阻力作用，上坡过程中牵引力做正功，重力、阻力做负功，支持力不做功． (2)由于汽车加速上坡，其动能增大，汽车动能的变化等于重力、牵引力及路面的阻力三个力做功的代数和． ◆[探究归纳] 1．动能的特征 (1)状态量：与物体的运动状态(或某一时刻的速度)相对应． (2)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． (3)标量：只有大小，没有方向；只有正值，没有负值． 2．动能的变化 (1)ΔEk＝eq \f(1,2)mveq \o\al(2,2)－eq \f(1,2)mveq \o\al(2,1)为物体动能的变化量，也称作物体动能的增量，表示物体动能变化的大小． (2)动能变化的原因 合力对物体做功是引起物体动能变化的原因，合力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了多少功来度量． 3．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． (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，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． ◆[典例赏析] [例1]　下列关于运动物体所受合力做功和动能变化的关系正确的是(　　) A．如果物体所受合力为0，则合力对物体做的功一定为0 B．如果合力对物体所做的功为0，则合力一定为0 C．物体在合力作用下做变速运动，动能一定发生变化 D．物体的动能不变，所受合力一定为0 解析：A　[由功的定义可知，选项A正确；如果合力做的功为0，但合力不一定为0，例如物体的合力和运动方向垂直而不做功，选项B错误；物体做变速运动可能是速度方向变化而速度大小不变，所以，做变速运动的物体，动能可能不变，选项C错误；物体动能不变，只能说合力不做功，但合力不一定为0，选项D错误．] (1)动能与速度的变化关系：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． (2)合力的功与动能变化的关系：合力做功不为零，合力一定不为零，物体的动能一定发生变化，速度大小一定变化；合力做功为零，物体的动能一定不发生变化，但速度大小不变，方向可发生变化． ◆[针对训练] 1．如图所示，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度，木箱获得的动能一定(　　) A．小于拉力所做的功 B．等于拉力所做的功 C．等于克服摩擦力所做的功 D．大于克服摩擦力所做的功 解析：A　[受力分析，找到能影响动能变化的是哪几个物理量，然后观测这几个物理量的变化即可．木箱受力如图所示， 木箱在移动的过程中有两个力做功，拉力做正功，摩擦力做负功，根据动能定理可知即：WF－Wf＝eq \f(1,2)mv2－0，所以动能小于拉力做的功，故A正确，B错误；无法比较动能与摩擦力做功的大小，C、D错误．故选A.] 动能定理的应用 ◆[探究归纳] 1．应用动能定理解题的步骤 (1)确定研究对象和研究过程(研究对象一般为单个物体或相对静止的物体组成的系统)． (2)对研究对象进行受力分析(注意哪些力做功或不做功)． (3)确定合外力对物体做的功(注意功的正负)． (4)确定物体的初、末动能(注意动能增量是末动能减初动能)． (5)根据动能定理列式、求解． 2．动力学问题两种解法的比较 牛顿运动定律运动学公式结合法 动能定理 适用 条件 只能研究在恒力作用下物体做直线运动的情况 对于物体在恒力或变力作用下，物体做直线运动或曲线运动均适用 应用 方法 要考虑运动过程的每一个细节 只考虑各力的做功情况及初、末状态的动能 运算方法 矢量运算 代数运算 相同点 确定研究对象，对物体进行受力分析和运动过程分析 ◆[典例赏析] [例2]　质量M＝6.0×103 kg的客机，从静止开始沿平直的跑道匀加速滑行，当滑行距离l＝7.2×102 m时，达到起飞速度v＝60 m/s.求： (1)起飞时飞机的动能多大？ (2)若不计滑行过程中所受的阻力，则飞机受到的牵引力为多大？ (3)若滑行过程中受到的平均阻力大小为F＝3.0×103 N，牵引力与第(2)问中求得的值相等，则要达到上述起飞速度，飞机的滑行距离应为多大？ [解析]　(1)飞机起飞时的动能Ek＝eq \f(1,2)Mv2 代入数值得Ek＝1.08×107 J. (2)设牵引力为F1，由动能定理得 F1l＝Ek－0 代入数值得F1＝1.5×104 N. (3)设滑行距离为l′，由动能定理得 F1l′－Fl′＝Ek－0 整理得l′＝eq \f(Ek,F1－F) 代入数值，得l′＝9.0×102 m. [答案]　(1)1.08×107 J　(2)1.5×104 N (3)9.0×102 m 应用动能定理时注意的四个问题 (1)动能定理中各量是针对同一惯性参考系而言的(一般选取地面为参考系)． (2)若物体运动的过程包含几个不同的阶段，应用动能定理时，可以分段考虑，也可以将全过程作为一个整体来处理． (3)在求总功时，若各力不同时对物体做功，W应为各阶段各力做功的代数和．在利用动能定理列方程时，还应注意各力做功的正、负或合力做功的正、负． (4)对于受力情况复杂的问题要避免把某个力的功当作合力的功，对于多过程问题要防止“漏功”或“添功”． ◆[针对训练] 2．如图所示，AB为固定在竖直平面内的eq \f(1,4)光滑圆弧轨道，轨道的B点与水平地面相切，其半径为R.质量为m的小球由A点静止释放，求： (1)小球滑到最低点B时，小球速度v的大小； (2)小球通过光滑的水平面BC滑上固定曲面，恰好到达最高点D，D到地面的高度为h(已知h＜R)，则小球在曲面上克服摩擦力所做的功Wf. [解析]　(1)小球从A滑到B的过程中， 由动能定理得：mgR＝eq \f(1,2)mveq \o\al(2,B)－0 解得：vB＝eq \r(2gR). (2)从A到D的过程，由动能定理可得： mg(R－h)－Wf＝0－0， 解得克服摩擦力做的功Wf＝mg(R－h)． [答案]　(1)eq \r(2gR)　(2)mg(R－h) 课堂小结 1.物体由于运动而具有的能量叫作动能，表达式为Ek＝eq \f(1,2)mv2.动能是标量，具有相对性． 2．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变化，这个结论叫动能定理，表达式为W＝Ek2－Ek1. 3．如果物体同时受到几个力的共同作用，则W为合力做的功，它等于各个力做功的代数和． 4．动能定理既适用于恒力做功，也适用于变力做功，既适用于直线运动，也适用于曲线运动. 知识脉络 [知识点一]　动能 1．下列关于动能的说法，正确的是(　　) A．汽车的动能一定比火车的动能小 B．汽车的动能有可能比火车的动能大 C．速度相同的汽车和火车一定具有相同的动能 D．质量相同的两辆汽车一定具有相同的动能 解析：B　[由于不明确汽车和火车的速度关系，故无法确定动能间的大小关系，故A错误；汽车的质量虽然小，但如果汽车的速度大于火车的速度，则汽车的动能有可能比火车的动能大，故B正确；速度相同的汽车和火车由于具有不同的质量，故不具有相同的动能，故C错误；质量相同的两辆汽车速度并不一定相同，故不一定具有相同的动能，故D错误．] 2．对于一定质量的物体，以下说法中正确的是(　　) A．动能不变，速度一定不变 B．速度变化，动能一定变化 C．速度不变，动能可能改变 D．动能变化，速度一定改变 解析：D　[动能不变，速度大小一定不变，但是方向可以改变，如匀速圆周运动，故A错误；速度方向改变，大小不变，动能不变，如匀速圆周运动，故B错误；速度不变，动能一定不变，故C错误；动能变化，则速度一定发生变化，故D正确．] [知识点二]　动能定理的理解 3．质量为m的跳水运动员，从离水面高为h的跳台上以速度v1跳起，最后以速度v2进入水中，若不计空气阻力，则运动员起跳时所做的功等于(　　) A.eq \f(1,2)mveq \o\al(2,1)＋mgh　　　 B．eq \f(1,2)mveq \o\al(2,1)－mgh C.eq \f(1,2)mveq \o\al(2,2)－mgh D.eq \f(1,2)mveq \o\al(2,2)－eq \f(1,2)mveq \o\al(2,1) 解析：C　[运动员所做的功转化为运动员的动能，W＝eq \f(1,2)mveq \o\al(2,1)，在整个过程中，由动能定理可得：mgh＝eq \f(1,2)mveq \o\al(2,2)－eq \f(1,2)mveq \o\al(2,1)，解得；运动员所做的功W＝eq \f(1,2)mveq \o\al(2,2)－mgh，故A、B、D错误，C正确．] 4.质量为m的小车在水平恒力F推动下，从山坡底部A处由静止起运动至高为h的坡顶B，获得速度为v，AB的水平距离为s.下列说法正确的是(　　) A．重力对小车所做的功是mgh B．合力对小车做的功是eq \f(1,2)mv2＋mgh C．推力对小车做的功是Fs D．阻力对小车做的功是Fs－eq \f(1,2)mv2－mgh 解析：C　[小车由A运动到B，克服重力做功，故A错误；根据动能定理，合力的功等于小车动能的变化，由题意可知，小车动能的变化为eq \f(1,2)mv2，故B错误；推力为恒力，在力方向上的位移为s，根据功的定义有：W＝Fs，故C正确；以小车为研究对象，根据动能定理，有：Wf＋Fs－mgh＝eq \f(1,2)mv2，故阻力对小车做的功为：Wf＝eq \f(1,2)mv2＋mgh－Fs，故D错误．] [知识点三]　动能定理的应用 5．关于做功和物体动能变化的关系，正确的是(　　) A．只有动力对物体做功时，物体动能可能减少 B．物体克服阻力做功时，它的动能一定减少 C．动力和阻力都对物体做功，物体的动能一定变化 D．外力对物体做功的代数和等于物体的末动能和初动能之差 解析：D　[根据动能定理得W总＝ΔEk，合力做功量度动能的变化．只有动力对物体做功，总功是正功，所以动能一定增加，不可能减少，A错误；物体克服阻力做功，物体还有可能有动力做功，所以物体受各个力做功的代数和即总功是正功还是负功不明确，所以动能不一定减少，B错误；动力和阻力都对物体做功，物体受各个力做功的代数和可能为零，所以物体的动能可能不变，C错误；根据动能定理知道外力对物体做功的代数和等于物体的末动能与初动能之差，D正确．] 6．(多选)一物体置于水平面上，在水平恒力F作用下，从静止开始做匀加速直线运动，发生位移d时，撤去水平恒力F，物体再发生位移d停止，则运动过程中(　　) A．物体受滑动摩擦力大小为eq \f(F,2) B．物体受滑动摩擦力大小为eq \f(F,4) C．物体最大动能为eq \f(Fd,2) D．物体最大动能为eq \f(Fd,4) 解析：AC　[对全程根据动能定理有：Fd－f·2d＝0－0，则：f＝eq \f(1,2)F，故A正确，B错误；加速完成时动能达到最大，故对加速过程根据动能定理有：Fd－fd＝Ek－0，解得：Ek＝eq \f(1,2)Fd，故C正确，D错误．] $