8.3 动能和动能定理 作业设计 2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

该高中物理作业设计方案针对人教版必修第二册第八章“动能和动能定理”，结合学生认知特点，以“知识回顾-方法总结-分层练习”为思路。设计分层作业一、二，基础题与综合题结合，满足不同学生需求，体现层次性和针对性。 通过结构化练习提升学习效果，知识回顾强化动能概念及定理表达式（物理观念），方法总结中变力做功、图像应用等培养科学推理能力。分层作业如圆弧曲面滑行问题（科学思维）、平抛与圆周运动综合题（模型建构），答案解析助力自我评估，有效深化对动能定理的理解与应用。

高中物理人教版必修第二册 第八章《机械能守恒定律》 第3节 动能和动能定理 作业设计 作业目标 1．知道动能的概念，掌握动能定理的内容及表达式。 2．能够推导动能定理，并能应用动能定理分析求解相关问题。 3．理解动能定理，能用动能定理解释生产、生活中的现象。感受科学的魅力。 学习活动设计：知识回顾 一、动能 1．定义：物体由于运动而具有的能量叫动能，用符号Ek表示。 2．表达式：Ek＝mv2。 3．单位：与功的单位相同，国际单位为焦耳。 1 kg·(m/s)2＝1_N·m＝1_J。 4．动能是标量(选填“矢量”或“标量”)，只有大小没有方向。 二　、动能定理　 1．动能定理 (1)内容 合力对物体所做的功等于物体动能的变化量，这个结论叫作动能定理。 (2)动能定理的表达式：W＝Ek2－Ek1或W＝mv－mv。 (3)动能定理的适用范围 不仅适用于恒力做功、直线运动，在变力做功或物体做曲线运动时仍然成立。 学习活动设计：方法总结 一、利用动能定理求变力做功 1．动能定理不仅适用于求恒力做的功，也适用于求变力做的功，同时因为不涉及变力作用的过程分析，应用非常方便． 2．当物体受到一个变力和几个恒力作用时，可以用动能定理间接求变力做的功，即W变＋ W其他＝ΔEk. 二、动能定理在图像中的应用 动能定理与图像结合问题的分析方法： 1．首先看清楚图像的种类(如v－t图像、F－s图像、Ek－s图像等)． 2．挖掘图像的隐含条件，求出所需物理量，如利用v－t图像与t轴所包围“面积”求位移，利用F－s图像与s轴所包围“面积”求功，利用Ek－s图像的斜率求合力等． 3．再分析还有哪些力做功，根据动能定理列方程，求出相应的物理量． 三、利用动能定理分析多过程问题 对于包含多个运动阶段的复杂运动过程，可以选择分段或全程应用动能定理． 1．分段应用动能定理时，将复杂的过程分割成一个个子过程，对每个子过程的做功情况和初、末动能进行分析，然后针对每个子过程应用动能定理列式，最后联立求解． 2．全程应用动能定理时，分析整个过程中出现过的各力的做功情况，确定整个过程中合外力做的总功，然后确定整个过程的初、末动能，针对整个过程利用动能定理列式求解． 3．当题目已知量和所求量不涉及中间量时，选择全程应用动能定理更简单、更方便． 四、动能定理在平抛、圆周运动中的应用 动能定理常与平抛运动、圆周运动相结合，解决这类问题要特别注意： (1)与平抛运动相结合时，要注意应用运动的合成与分解的方法，如分解位移或分解速度求平抛运动的有关物理量． (2)与竖直平面内的圆周运动相结合时，应特别注意隐藏的临界条件： ①可提供支撑效果的竖直平面内的圆周运动，物体能通过最高点的临界条件为vmin＝0. ②不可提供支撑效果的竖直平面内的圆周运动，物体能通过最高点的临界条件为只有重力提供向心力，mg＝，vmin＝ 学习活动设计：分层作业一 1.有一质量为m的木块，从半径为r的圆弧曲面上的a点滑向b点，如图所示。如果由于摩擦使木块的运动速率保持不变，则以下叙述正确的是(　　) A.木块所受的合力为零 B.因木块所受的力对其都不做功，所以合力做的功为零 C.重力和摩擦力的合力做的功为零 D.重力和摩擦力的合力为零 2．一物体的速度大小为v0时，其动能为Ek，当它的动能为2Ek时，其速度大小为(　　) A. B．2v0 C.v0 D. 3.如图所示，雪道与水平冰面在B处平滑地连接，小明乘雪橇从雪道上离冰面高度h＝8 m的A处自静止开始下滑，经B处后沿水平冰面滑至C处停止，已知小明与雪橇的总质量m＝70 kg，用速度传感器测得雪橇在B处的速度值为vB＝12 m/s，不计空气阻力和连接处能量损失，小明和雪橇可视为质点，问： (1)从A到C过程中，小明与雪橇所受摩擦力做了多少功？ (2)从B到C过程中，小明与雪橇所受摩擦力做了多少功？ 4.如图所示，用与水平方向成θ角的恒力F，将质量为m的物体由静止开始从A点拉到B点后撤去力F，若物体和地面间的动摩擦因数为μ，A、B间的距离为s，重力加速度为g。求： (1)从A到B的过程中力F做的功W； (2)物体在运动过程中的最大动能； (3)物体的最大滑行距离。 学习活动设计：分层作业二 1.如图，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 2．一质量为1 kg的滑块以6 m/s的初速度在光滑的水平面上向左滑行．从某一时刻起在滑块上施加一个向右的水平力，经过一段时间后，滑块的速度方向变为向右，大小仍为6 m/s.在这段时间内水平力对滑块所做的功是(　　) A．0 B．9 J C．18 J D．无法确定 3. (多选)如图所示，一质量为0.2 kg的小球，在光滑水平面上以4.0 m/s的速度做匀速直线运动，与竖直墙壁碰撞后以原来的速率反向弹回，以碰撞前的速度方向为正方向，则小球与墙壁发生作用的过程中(　　) A.Δv＝8 m/s B.Δv＝－8 m/s C.ΔEk＝1.6 J D.ΔEk＝0 4.如图，斜面末端B点与水平面平滑相接，现将一质量m＝2 kg、可视为质点的物块在距水平地面高h＝0.5 m处的A点以一定初速度释放(速度方向沿斜面向下)，物块运动到水平面上距B点s＝1.6 m处的C点停下，已知斜面光滑，物块与水平面之间的动摩擦因数μ＝0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，其他阻力忽略不计：(g＝10 m/s2) (1)求物块到达B点时的速度大小； (2)求物块在A点的动能； (3)若赋予物块向左的水平初速度，使其从C点恰好到达A点，求水平初速度大小(结果可带根号)． 分层作业一答案 1.答案　C 解析　物体做曲线运动，速度方向变化，加速度不为零，故合力不为零，A错误；速率不变，动能不变，由动能定理知，合力做的功为零，而支持力始终不做功，重力做正功，所以重力做的功与摩擦力做的功的代数和为零，但重力和摩擦力的合力不为零，C正确，B、D错误。 2.答案　C 解析　设物体的质量为m，则其动能Ek＝mv02，当动能为2Ek时有，2Ek＝mv′2，解得v′＝v0，故C正确，A、B、D错误． 3.答案　(1)－5 600 J　(2)－5 040 J 解析　(1)从A到C过程中，由动能定理得 mgh＋Wf＝0－0 代入数据解得Wf＝－5 600 J。 (2)从B到C过程中，由动能定理得 Wf′＝0－mv＝－×70×122 J＝－5 040 J。 4.4.答案　(1)Fscos θ　(2)Fs(cos θ＋μsin θ)－μmgs (3) 解析　(1)由功的公式可求得W＝Fscos θ。 (2)由题意知：物体在AB段做加速运动，在B点有最大动能，在AB段：f＝μFN＝μ(mg－Fsin θ)， 对物体从A点到B点的过程应用动能定理 Fscos θ－μ(mg－Fsin θ)s＝Ek－0， 即物体在运动过程中的最大动能 Ek＝Fs(cos θ＋μsin θ)－μmgs。 (3)撤去力F后，物体所受摩擦力变为μmg，设物体从B点到停止运动的距离为s′，则－μmgs′＝0－Ek 物体的最大滑行距离s总＝s′＋s＝。 分层作业二答案 1.答案　A 解析　由题意知，W拉－W克阻＝ΔEk，则W拉>ΔEk，A项正确，B项错误；W克阻与ΔEk的大小关系不确定，C、D项错误． 2.答案　A 解析　在这段时间内只有水平力对滑块做功，根据动能定理可知，W＝mv22－mv12＝×1×(－6)2 J－×1×62 J＝0，选项A正确． 3.答案　BD 解析　速度的变化量为矢量，Δv＝v′－v＝(－4－4)m/s＝－8 m/s，A错误，B正确；动能的变化量为标量，ΔEk＝mv′2－mv2＝0，C错误，D正确。 4.答案　(1)4 m/s　(2)6 J　(3) m/s 解析　(1)物块由B点到C点由动能定理可得 －μmgs＝0－mvB2 解得vB＝4 m/s； (2)设斜面倾角为θ，物块由A点到B点由动能定理可得 mgh＝mvB2－EkA 解得EkA＝6 J； (3)设初速度大小为v，从C点到A点由动能定理可得－μmgs－mgh＝－mv2 解得v＝ m/s. 作业反馈 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $