8.3.1动能和动能定理 课件 -2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

该高中物理课件聚焦动能和动能定理核心知识点，通过“观察与思考”回忆初中动能概念及影响因素，结合“思考与讨论”关联重力势能、弹性势能的做功与能量关系，搭建从已知到未知的学习支架，引导学生探究动能定量表达式。 其亮点在于以科学推理为主线，从恒力直线运动推导动能定理，再通过微分思想（以恒代变、以直代曲）推广至变力曲线运动，强化科学思维。设置推导问题链、对比牛顿运动定律与动能定理应用，培养学生物理观念和问题解决能力，为教师提供结构化教学资源，提升教学效率。

第八章 机械能守恒定律 8.3.1 动能和 动能定理 人教版（2019）必修 第二册 回忆初中知识，什么是动能？动能与哪些因素有关？ 观察与思考 物体的动能跟物体的质量和速度都有关系。物体的质量越大，速度越大，它的动能就越大。 观察与思考 动能与物体的质量和速度之间有什么定量的关系呢？ 重力做功WG 重力势能mgh 弹力做功WF ？力做功 W 弹性势能 动能表达式？ 思考与讨论 PART 1 动能 物体的质量为 m，在恒定外力 F 的作用下发生一段位移 l，速度由 v1 增加到 v2，如图所示，水平面光滑. 推导出力 F 对物体做功的表达式。 已知量：v1、v2 和 m. F F l v1 v2 （1）外力对物体做的功是多大？ （2）物体的加速度是多大？ （3）物体的初速度、末速度、位移之间有什么关系？ （4）结合上述三式能推导出什么关系式？ 动能 F F l v1 v2 G N 是一个具有特定意义的物理量 动能 1. 定义： 物体由于运动而具有的能量。 2. 表达式： 3. 单位： J 标量 6.相对性：与参考系的选择有关，一般选择地面 1 kg·m2/s2=1 N·m=1 J 动能 4. 标矢性： 动能是标量，只有正值，没有负值，与物体速度方向无关． 动能是状态量。v是瞬时速度，在某一时刻，物体具有速度，就一定具有动能。 5. 瞬时性： 动能发生变化速度一定变吗？ 速度发生变化动能一定变吗？ PART 1 动能定理 物体的质量为 m，在恒定外力 F 的作用下发生一段位移 l，速度由 v1 增加到 v2，如图所示，水平面光滑. 推导出力 F 对物体做功的表达式。 已知量：v1、v2 和 m. F F l v1 v2 动能定理 在粗糙水平面上质量为m的物体，物体所受摩擦力恒为Ff，在与运动方向总相同的恒力F的作用下发生一段位移l，速度由v1增加到v2，如图所示。试寻求这个过程中外力做的功与v1、v2的关系？ l F v2 F v1 Ff Ff G FN 动能定理 (1)外力对物体做的功是多大？ (2)物体的加速度是多大？ (3)物体的初速度、末速度、位移之间有什么关系？ (4)结合上述三式能推导出什么关系式？ l F v2 F v1 f f G FN 动能定理 1. 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. W合 ＝ Ek2－Ek1 合力的功 末动能 初动能 2. 表达式： W合 ＝ ΔEk 动能定理 末状态动能与初状态动能之差，即动能的变化量 3.物理意义：动能定理指出了合外力对物体所做的总功与物体动能变化之间的关系，即若合外力做正功，物体的动能增加，若合外力做负功，物体的动能减小，做了多少功，动能就变化多少。 4.实质：动能定理从能量变化的角度反映了力改变运动的状态在空间上的累积效果。 动能定理 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？ 变力 曲线 微分 以恒代变 以直代曲 …. 1 2 0 3 n-1 n 求和 动能定理 3.物理意义：动能定理指出了合外力对物体所做的总功与物体动能变化之间的关系，即若合外力做正功，物体的动能增加，若合外力做负功，物体的动能减小，做了多少功，动能就变化多少。 4.实质：动能定理从能量变化的角度反映了力改变运动的状态在空间上的累积效果。 5.适用范围：动能定理是物体在恒力作用下，并且做直线运动的情况下得到的，当物体受到变力作用，或者做曲线运动时，可以采用把整个过程分成许多小段，也能得到动能定理。 （恒力、变力、直线、曲线运动均适用） 动能定理 (课本)改变汽车的质量和速度，都可能使汽车的动能发生改变。在下列几种情况中，汽车的动能各是原来的几倍？ (1)质量不变，速度增大到原来的2倍； (2)速度不变，质量增大到原来的2倍； (3)质量减半，速度增大到原来的4倍； (4)速度减半，质量增大到原来的4倍。 答案　 (1) 4倍 (2) 2倍 (3) 8倍 (4)动能不变 动能定理 例1 PART 3 动能定理的简单应用 动能定理的简单应用 　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 例2 √ 动能定理的简单应用 质量m＝6×103 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。 (1)起飞时飞机的动能是多少？ (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？ 答案　 (1) 1.08×107 J (2) 1.5×104 N (3) 9×102 m 例3 动能定理的简单应用 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)。 动能定理的简单应用 例4   牛顿运动定律 动能定理 适用条件 应用方法 运算方法 相同点 结论 只能研究物体在恒力作用下做直线运动的情况 对于物体在恒力或变力作用下做直线运动或曲线运动的情况均适用 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 矢量运算 代数运算 应用动能定理解题不涉及加速度、时间，不涉及矢量运算，运算简单，不易出错 确定研究对象，对物体进行受力分析和运动过程分析 动能定理的简单应用 1.物体由于运动而具有的能 1.内容：合力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。 动能和 动能定理 2.表达式： 动能 动能 定理 4.标量、状态量 2.表达式： W合＝Ek2－Ek1＝ΔEk 3.单位：焦耳（J） Lavf59.27.100 答案　(1) 4 m/s (2) 6 J (3) m/s $