8.3 动能和动能定理 导学案-2025-2026学年高二下学期物理人教版必修第二册

高中物理导学案 制作人： 2025—2026学年高二下学期物理 人教版 必修2 第 8.3课 动能和动能定理 导学案 【课前预习案】 【学习目标】 1.知道动能的定义、公式、单位。 2.能够从功的表达式、牛顿第二定律与运动学公式推导出动能定理。 3.理解动能定理，能用动能定理解决实际问题． 【学习重难点】 重点：动能与速度的关系 难点：动能定理的简单应用 【知识梳理】 一、动能 1．动能：物体由于 而具有的能，叫动能。其表达式为： 。 2．对动能的理解 （1）动能是一个状态量，它与物体的运动状态对应．动能是 量．它只有大小，没有方向，而且物体的动能总是大于等于零，不会出现负值． （2）动能是 的，它与参照物的选取密切相关．如行驶中的汽车上的物品，对汽车上的乘客，物品动能是零；但对路边的行人，物品的动能就不为零。一般没有特殊说明，总取大地为参照物 二、动能定理 1．动能定理的表述 ______________________________________ 表达式为___________ 2、物理意义：动能定理指出了 和 的关系，即外力做的总功，对应着物体动能的变化，变化的大小由 来度量。外力对物体做正功，物体的动能 外力对物体做负功，物体的动能 。 【体系建构】 【课中探究案】 【探究一】 如图所示，在竖直平面内，粗糙的斜面轨道AB的下端与光滑的圆弧轨道BCD相切于B，C是最低点，圆心角∠BOC＝37°，D与圆心O等高，圆弧轨道半径r＝4 m，现有一个质量为m＝0.2 kg、可视为质点的小物体，从D点的正上方E点处自由下落，D、E两点间的距离h＝16 m，物体与斜面AB之间的动摩擦因数μ＝0.5，取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2。不计空气阻力。 (1)求物体第一次通过C点时轨道对物体的支持力FN的大小； (2)要使物体不从斜面顶端飞出，斜面的长度LAB至少要多长； (3)若斜面已经满足(2)的要求，物体从E点开始下落，求小物块在AB斜面上运动的总路程 【探究二】 如图所示，物体在距斜面底端5 m处由静止开始下滑，然后滑上与斜面平滑连接的水平面，若物体与斜面及水平面间的动摩擦因数均为0.4，斜面倾角为37°，求物体能在水平面上滑行的距离．(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) 【课后巩固案】 1、 选择题 1.如图所示，甲、乙两小球质量相同且均可视为质点，小球甲从竖直固定的光滑圆弧轨道顶端由静止滑下，轨道半径为R，圆弧底端切线水平，小球乙从高为R的光滑斜面顶端由静止滑下。下列判断正确的是（ ） A．两小球到达底端时的速度相同 B．两小球到达底端时动能相同 C．两小球由静止到运动到底端的过程中重力做功不相同 D．两小球到达底端时，甲小球重力做功的瞬时功率大于乙小球重力做功的瞬时功率 2.有一种地下铁道，车站的路轨建得高些，车辆进站时要上坡，出站时要下坡，如图所示。已知坡高为h，车辆的质量为m，重力加速度为g，车辆与路轨间的摩擦力为Ff，进站车辆到达坡下A处时的速度为v0，此时切断电动机的电源，车辆冲上坡顶到达站台B处的速度恰好为0。车辆从A运动到B的过程中克服摩擦力做的功是(　　) A.Ffh B．mgh C．mgh－mv02 D．mv02－mgh 2、 材料分析题 图甲所示，长为4m的水平轨道与半径为的竖直半圆轨道在处平滑连接，点在点的正上方，有一质量为的滑块（大小不计）受水平外力的作用，从处由静止开始向右运动，与滑块位移的关系图像如图乙所示，滑块与轨道间的动摩擦因数，与轨道间的动摩擦因数未知，取。（规定水平向右为力的正方向） (1)求滑块到达处时的速度大小； (2)求滑块在水平轨道上运动前2m所用的时间； (3)若滑块到达点时撤去外力，滑块沿半圆轨道内侧上滑，到达最高点时的速度为，则滑块在半圆轨道上克服摩擦力所做的功是多少。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 【答案解析】 【课中探究案】 探究一： (1)22 N　(2)19.2 m　(3)48 m 探究二：3.5 m 解析　对物体在斜面上和水平面上分别受力分析如图所示 方法一　分过程列方程：设物体滑到斜面底端时的速度为v，物体下滑阶段 FN1＝mgcos 37°，故Ff1＝μFN1＝μmgcos 37° 由动能定理得： mgsin 37°·l1－μmgcos 37°·l1＝mv2－0 设物体在水平面上滑行的距离为l2，摩擦力Ff2＝μFN2＝μmg 由动能定理得：－μmgl2＝0－mv2 联立以上各式可得l2＝3.5 m. 方法二　对全过程由动能定理列方程： mgl1sin 37°－μmgcos 37°·l1－μmgl2＝0 解得：l2＝3.5 m 【课后巩固案】 1、 选择题 1. B 2.D　对车辆由A到B的过程运用动能定理得－mgh－Wf＝0－mv02，解得Wf＝mv02－mgh，故D正确。 2、 材料分析题 (1) (2) (3) 【详解】（1）对滑块从A到B的过程，由动能定理得 解得 （2）在前2m，根据牛顿第二定律有 解得 且 解得 （3）对滑块从B到C的过程，由动能定理得 解得 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $