4.3 动能 动能定理 课件-2025-2026学年高一下学期物理教科版必修第二册

该高中物理课件聚焦动能及动能定理，通过风推动风车转动、子弹击打物体慢放等实例导入，衔接能量概念，引导学生通过探究推导合力做功表达式，构建从能量到动能定理的学习支架。 其特色在于以科学探究为核心，通过推导动能表达式培养科学思维，结合水平恒力、圆弧轨道、机车启动等例题深化能量观念，结构化解题步骤助力学生掌握方法。学生能提升科学探究能力，教师可高效开展教学。

第三节 动能 动能定理 教育科学出版社必修二第四章 风推动风车叶片转动 子弹击打物体瞬间慢放 一、动能 1、动能的定义： 物体由于运动而具有的能量 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。 一 求合力F对物体做功的表达式. 光滑水平面上质量为m的物体在水平恒力F的作用下向前运动了一段距离x，速度由v1增加到v2. 【探究】 因为 又因为 所以 力F所做的功也等于某个能量的变化.我们把 表示的能量叫做动能. WG＝mgh1－mgh2的含义是重力对物体所做的功等于物体重力势能的变化 6 2、动能的表达式 （1）公式： EK= （2）单位： 焦耳（J） （3）特点： ①标量性:动能是标量，求和时只计算其代数和，不满足 矢量的平行四边形法则。动能的大小只与物体的速度大小 有关，与速度方向无关。 ②状态量。动能是状态量，它描述了物体在某一时刻或某一 位置的能量状态。说Ek必须指明是哪个状态时的动能。 ③相对性。动能具有相对性，其大小与参考系的选择有关。 通常我们以地面为参考系来计算物体的动能。 匀圆 8 【例1】关于物体的动能，下列说法正确的是（ ） A.物体的速度不变，其动能一定不变 B.物体的动能不变，其速度一定不变 C.两个物体中，速度大的动能也大 D.某一过程中物体的速度变化越大，其动能的变化一定越大 A 1、内容：合外力所做的功等于物体动能的改变量。 二、动能定理 2、公式: 合外力的功 末状态动能 初状态动能 W总＝ΔEk 【强调】 W总指的是合外力做的总功,既可表述为各个力所做功的代数和,又可表述为合外力做的功。 另一种说法：外力所做的总功等于物体动能的改变量。 动能定理揭示了功是能量转化的量度。合外力做正功时，物体的动能增加；合外力做负功时，物体的动能减少；合外力不做功时，物体的动能不变。 3、说明： 标量关系式，故无分量式，公式中v指的是合速度。 对惯性系成立。（一般选地面为参考系，即各量都是对地的） 适用对象：单一物体或可视为单一物体的物体系。 【强调】 EK= 动能： 动能的变化（量）： 动能定理： W总＝ΔEk 例2．如图所示，用F=5.0N的水平恒力使质量m=1kg物体在水平地面上由静止开始向右运动。运动过程中，物体受到的滑动摩擦力大小Ff=2.0 N。求： （1）在物体运动距离2.0m的过程中，水平恒力F对物体做的功； （2）在物体运动距离为2.0m时，物体具有的动能。 （1）10J；（2）6J 【详解】（1）在物体运动距离2.0m的过程中，水平恒力F对物体做的功为 W=Fs=10J （2）根据动能定理，在物体运动距离为2.0m时，物体具有的动能为 EK=（F−Ff）x=6J 动能定理的解题步骤： 1、首先要明确研究对象（单个物体或物体系）和研究过程（运动的始末状态）。。 3、确定物体在初、末状态的速度，从而计算出动能。（运动分析） 4、用动能定理W总＝Ek2-Ek1列方程求解。 2、受力分析：确定物体所受的各个力，并判断各力做功的正负。并求出总功。 (注：未知量用符号表示) 优越性： 1、比牛顿定律更简单。 2、对曲线运动也适用。（举例平抛运动） 3、对变力作用也适用。 易错点（无分量式） 第一课时讲到这里 9.某同学将2 kg的铅球以8 m/s的速度投出，成绩是6 m，则该同学对铅球做的功是___________. 解析:本题考查利用动能定理求解变力做功.根据动能定理，对铅球做的功等于铅球投出时的动能，即W=1/2 mv2=1/2×2×82 J=64 J. 16 例3．如图所示，小明用与水平方向夹角θ=37∘的轻绳拉木箱，绳的拉力为F=125N，木箱由静止开始沿水平地面向右移动了一段距离L=5m，木箱的质量为m=24kg，木箱受到地面的阻力f=40N，cos37∘=0.8。求： （1）绳的拉力及地面的阻力分别对木箱做的功； （2）木箱前进5m时的动能。 （1）500J；-200J；（2）300J 【详解】（1）由功的定义式有 WF=FLcosθ=125×5×0.8J=500J Wf=−fL=−200J （2）由动能定理有 WF+Wf=EK−0 解得 EK=300J 例4．如图所示，半径R=0.9m的四分之一圆弧形光滑轨道竖直放置，圆弧最低点B与水平面相切于B点，质量m=1.0kg的小滑块从圆弧顶点D由静止释放，（不计空气阻力，取g=10m/s2），求： （1）小滑块到达B点的速度大小 （2）小滑块在B点受到的支持力大小和方向 （1）vs=32m/s；（2）N=30N，竖直向上 【详解】（1）据题意，滑块从光滑轨道下滑，到达B点时的速度由动能定理可得 mgR=mvB2 （2）在B点时对轨道压力大小等于支持力大小，据圆周运动关系得 N=mg+ 联立两式解得N=30N 方向向上。 【例7】一列车的质量是5.0×105 kg，在平直的轨道上以额定功率3 000 kW加速行驶，当速率由10 m/s加速到所能达到的最大速率30 m/s时，共用了2 min，设列车所受阻力恒定，则： (1)列车所受的阻力多大？ 答案　1.0×105 N　 运用动能定理解决机车启动问题 代入数值解得s＝1 600 m. (2)这段时间内列车前进的距离是多少？ 【例7】一列车的质量是5.0×105 kg，在平直的轨道上以额定功率3 000 kW加速行驶，当速率由10 m/s加速到所能达到的最大速率30 m/s时，共用了2 min，设列车所受阻力恒定，则： 谢谢观看 课后作业 ： 教材P89页自我评价和对应练习册 W合＝F合x W合＝eq \f(1,2)mv22－eq \f(1,2)mv12 eq \f(1,2)mv2 解析　列车以额定功率加速行驶时，其加速度在减小，当加速度减小到零时，速度最大，此时有P＝Fv＝fvmax，所以列车受到的阻力f＝eq \f(P,vmax)＝1.0×105 N. 解析　这段时间牵引力做功WF＝Pt，设列车前进的距离为s，则由动能定理得 Pt－ fs＝eq \f(1,2)mvmax2－eq \f(1,2)mv02 $