1.3 动能和动能定理 课件-2025-2026学年高一下学期物理鲁科版必修第二册

该高中物理课件聚焦动能和动能定理，涵盖动能的定义、表达式、单位及动能定理的推导、内容与应用。通过“动能的威力”实例和实验观察导入，衔接功和机械能知识，以辨析题、例题为支架，引导学生理解动能与质量、速度的关系及定理应用。 其亮点在于融合科学探究（实验探究恒力做功与动能关系）、科学思维（理论推导动能定理）和物理观念（能量观念），实例有子弹与运动员动能比较、滑雪阻力做功计算等。采用实验、辨析、例题结合的教学方法，小结系统梳理要点，助力学生构建能量观念和科学推理能力，教师可借丰富资源提升教学效率。

让同一小车在斜面的不同高度处由静止开始下滑。撞击放在水平面上的纸盒。可以发现，小车开始下滑的高度越高，到达水平面的速度越大，纸盒被撞击后运动的距离越大。再让质量不同的小车从斜面的同一高度处由静止开始下滑。可以发现，小车的质量越大，纸盒被撞击后运动的距离越大。 Who are you going? 子弹的速度大约在每秒700到800米左右，一般的炮弹飞行初速通常在800到900米，而坦克所装配的稳定脱壳穿甲弹出租大约在每秒1500米。但是电磁炮所发出的炮弹大约在每秒3000米以上，所以炮弹里根本不用装炸药，光靠动能就有破坏掉100公里外的三堵混凝土墙或者8厘米厚钢板的能力。 第1章 功和机械能 Physics 能从牛顿第二定律与运动学公式导出动能定理，理解动能定理的意义。 02 知道动能的符号、单位和表达式，会根据动能的表达式计算运动物体的动能。 01 重点 能用动能定理解释生产、生活中的现象，领会运用动能定理解题的优越性 03 难点 动能的威力 子弹的动能 台风的威力 运动的物体可以做功，说明物体运动时具有能量。 公司logo 公司logo 情境导入 动 能 01 请观察实验，思考物体由于运动而具有的能量的大小与哪些因素有关？ 答案　与物体的质量和运动速度有关。 公司logo 公司logo 观察与思考 动 能 1 定义 物体因运动而具有的能量。 2 表达式 Ek= mv2 3 单位 焦耳，符号为J 4 标量 只有大小，没有方向 注意记忆 公司logo 公司logo 核心知识 (1)在两个运动物体中，速度大的动能也大。(　　) (2)某物体的速度加倍，它的动能也加倍。(　　) (3)物体的速度发生变化，其动能一定发生变化。(　　) (4)一般情况下，Ek=mv2中的v是相对于地面的速度。(　　) × × × √ 辨析 1.(2024·三明一中高一期中)如图甲，一质量为5 g的子弹以900 m/s的速度从枪口射出；如图乙，质量为60 kg的速度滑冰运动员正以54 km/h的速度滑行。比较子弹和运动员的动能大小关系正确的是 A.子弹的动能较大 B.运动员的动能较大 C.两者的动能一样大 D.无法比较它们的动能 √ 子弹的动能Ek1=m1=×5×10-3×9002 J=2 025 J，运动员的动能Ek2=m2=×60×152 J=6 750 J，运动员的动能较大。故选B。 例题 实验：探究恒力做功与动能改变的关系 02 碰撞过程中，小球对木块做功，木块的动能从无到有。 碰撞过程中，保龄球克服球瓶阻力做功，保龄球动能减少。 做功与动能的改变之间什么关系？ 动 能 公司logo 公司logo 观察与思考 1.实验装置 2.实验原理 细绳拉力F对小车做了功，W＝Fs； 小车的动能发生了变化，ΔEk； 比较W和ΔEk之间的关系。 3.数据测量 (1)拉力F的测量：mM，F=mg (m为钩码质量，M为小车质量) (2)位移s的测量：在纸带上记下第一个点O的位置，再在纸带上任意点开始选取n个点1、2、3、4、…并量出各点到点O的距离。 实验：探究恒力做功与动能改变的关系 4.数据处理 (2)功的计算：拉力所做的功W1＝mgs1，W2＝mgs2，…(m为钩码的质量)。 5.实验结论 在误差允许的范围内，恒力所做的功等于物体动能的改变量。 2.某实验小组用如图甲所示装置探究“恒力做功与动能改变的关系”。请回答下列问题： (1)纸带穿过打点计时器，调整长木板的倾斜度，使小车在不受牵引力时，能拖动纸带沿长木板做匀速运动。这样做的目的是　　　　　　。  平衡摩擦力 例题 (2)纸带穿过打点计时器，小车置于靠近打点计时器的位置，通过绕过定滑轮的细线与钩码相连；启动打点计时器，释放小车，小车在牵引力的作用下运动，得到的一条较为理想的纸带，其中O点为打点计时器打的第一点，A、B、C为连续的三个计数点，相邻两点的时间间隔TAB=TBC=0.02 s，如图乙所示。 ①以小车为研究对象，若用钩码的重力表示细线对小车的拉力，钩码的质量m和小车的质量M应满足的条件是　　　　。  m≪M ②此次实验中，钩码的质量m=20 g，小车的质量M=400 g，根据纸带上提供的数据可知，从O到B的过程中，合外力对小车做的功为W=　　　　 J；小车动能的变化量为ΔEk=　　　　 J。(重力加速度g取10 m/s2，结果均保留3位有效数字)  0.130 0.128 (1)目的是平衡摩擦力。 (2)①在平衡摩擦力的情况下，对小车F=Ma，对钩码mg-F=ma，联立解得F=mg=mg<mg，当m≪M时，F≈mg，才能用钩码的重力表示细线对小车的拉力。 ②钩码的质量m=20 g，小车的质量M=400 g，根据纸带上提供的数据可知，从O到B的过程中，合外力对小车做的功为 W=mgsOB=0.02×10×0.65 J=0.130 J。 由数据可得打下B点时，小车速度为v==0.8 m/s，则ΔEk=Mv2=0.128 J。 动能定理 03 请运用牛顿第二定律和匀变速直线运动的规律，推导出恒力对物体做功与物体动能改变量的关系。 如图，设一个物体的质量为m，初速度为v1，在与其运动方向相同的合外力F的作用下经过一段位移s后，速度增加到v2。 答案　W=Fs = F· = F· = m-m 动能的变化量 合力做功 F s v1 v2 公司logo 公司logo 思考与讨论 动能定理 1 内容 合外力对物体所做的功等于物体动能的变化量 2 表达式 3 W与ΔEk的关系 ①W>0，ΔEk>0，表明物体的末动能大于初动能； ②W<0，ΔEk<0，表明物体的末动能小于初动能。 合力做功是物体动能变化的原因 合外力做的功 动能的变化量 W = m- m 或W=Ek2-Ek1 公司logo 公司logo 核心知识 动能定理是物体受恒力作用，并且做直线运动的情况下推导出来的，对于物体受变力作用、做曲线运动的情况，动能定理是否成立？ 答案　成立。在物体受变力作用且做曲线运动时，可将运动过程分解成许多小段，认为物体在每小段运动中受到的都是恒力，运动的轨迹为直线，同样可推导出动能定理的表达式。 公司logo 公司logo 思考与讨论 (1)物体的动能不变，所受的合外力必定为零。(　　) (2)利用动能定理只能求速度大小不能求速度方向。(　　) (3)如果物体受到几个力的作用，动能定理中的W表示这几个力的合力做的功。(　　) × √ √ 辨析 3.(2024·南安市侨光中学高一检测)如图所示，质量为M、长度为L的小车静止在光滑水平面上，质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端。现用一水平恒力F作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动。小物块和小车之间的摩擦力为f，小物块滑到 小车的最右端时，小车运动的距离为s。此过程中，小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为　　；小物块克服摩擦力所做的功为　　　　。 fs f(s+L) 例题 对小车根据动能定理有fs=Ek1-0 可得小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为Ek1=fs，小物块克服摩擦力所做的功为W=f(s+L) 4. (2025·福州市高一期中)在我国举办的2025年亚洲冬季运动会中，滑雪是最具观赏性的项目之一。如图所示，AB是跳台滑雪的长直助滑道的一部分，高度差h=6 m。一名质量为50 kg(含装备)的运动员从A点由静止开始下滑，经过B点时速度大小v=10 m/s，重力加速度g取10 m/s2，求： (1)运动员经过B点时的动能； (2)从A点到B点过程中，阻力对运动员做的功。 答案　 (1) 2 500 J　 (2) -500 J 例题 (1)运动员经过B点时的动能为Ek=mv2 代入数据解得Ek=×50×102 J=2 500 J。 (2)从A点到B点过程中，对运动员，根据动能定理， 有mgh+Wf=Ek-0 解得Wf=Ek-mgh=2 500-50×10×6 J=-500 J。 名词 释疑 正负关系 W>0，ΔEk>0(动力做功多)；W<0，ΔEk<0(阻力做功多) 研究对象 一般是一个物体，也可以是一个系统 过程要求 适用于全过程，也适用于某一阶段 对应关系 一个过程量(做功)对应着两个状态量(动能) 动能定理的理解 公司logo 公司logo 总结提升 26 (1)因果关系：合外力做功是物体动能变化的原因。 (2)数量关系：合外力做的功与动能变化量相等。 (3)单位关系：国际单位制单位都是焦耳。 动能定理的三个关系 公司logo 公司logo 总结提升 应用动能定理解题的一般步骤 确定研究对象，明确研究过程 受力分析，求外力做功的代数和 明确物体在初、末状态的动能Ek1、Ek2 列出动能定理的方程 W=Ek2-Ek1 公司logo 公司logo 总结提升 表达式： Ek= mv2 标量，没有负数 选取研究对象，明确研究过程 分析受力，求总功W 表达式： W= m-m W即为合力做的功，等于各个力做功的代数和 动 能 动能定理 应用步骤 明确初末状态动能 Ek1、Ek2 列动量定理 W=Ek2-Ek1 课堂小结 本课结束 Keep Thinking! Lavf58.9.100 Lavf58.9.100 (3)动能增加量的计算：物体动能的增加量ΔEk1＝Mv12，ΔEk2＝Mv22，… (M为小车的质量)。 依据匀变速直线运动特点计算某点的瞬时速度：vn＝。 (1) 速度的计算： $