8.3 动能和动能定理 导学案-2026-2027学年高一下学期物理人教版必修第二册

该高中物理导学案聚焦动能及动能定理，通过炮弹加速、自由下落等实例引导学生思考动能变化与做功的关系，结合牛顿第二定律和运动学公式推导定理，搭建从运动学、力学知识到能量观念的学习支架。 资料以“村超”足球运动等实际情境设计例题，强化能量观念，推导过程注重科学推理，应用步骤清晰助力模型建构，参考答案详细解析，提升学生解决问题能力，培养科学思维与探究素养。

8.3 动能 动能定理 [学习目标]　 1.掌握动能的表达式和单位，知道动能是标量。 2.能运用牛顿第二定律和运动学公式推导出动能定理(重点)。 3.理解动能定理，能运用动能定理解决简单的问题(重难点)。 一、动能 【知识整理】 动能 1．定义：物体由于________而具有的能量。 2．单位：与________的单位相同，国际单位为________，符号是________。 3．标矢性：动能是________量，只有________，没有方向。 【例题】 4．关于物体的动能和动能定理，下列说法正确的是（     ） A．物体做匀速圆周运动时，它的动能时刻在改变 B．合外力对物体做的功为零，物体的动能一定不变 C．由可知，速度大的物体的动能一定大 D．物体的动能增加时，合外力一定对它做负功 5．汽车的质量不变，若汽车的速度增大到原来的2倍，则汽车的动能是原来的（     ） A．2倍 B．4倍 C．8倍 D．16倍 二、动能定理 【导学】 6．根据图像回答下列问题： （1）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。如图甲所示，炮弹在炮筒内推力的作用下速度越来越大，动能增加。这种情况下推力对物体做了功。从静止开始自由下落的物体速度越来越大，动能增加，这种情况下重力对物体做了功。大量实例说明，物体动能的变化和力对物体做的功密切相关。这对我们有什么启发？ （2）如图乙所示，质量为m的某物体在光滑水平面上运动，在与运动方向相同的恒力F的作用下发生一段位移l，速度由增加到。在这个过程中，恒力F做的功是多少？ （3）在图乙所示的运动过程中，设物体的加速度为a，根据牛顿第二定律，可以得到F是什么？ （4）在图乙所示的运动过程中，由运动学公式可得物体的位移是什么？ （5）根据上述活动的讨论，可得F做的功是什么？ 【知识整理】 动能定理 7．内容：合外力对物体所做的功等于物体________的变化。 8．表达式：________。 9．物理意义：________对物体做的功是物体动能变化的量度。 10．适用条件 （1）既适用于直线运动，也适用于________。 （2）既适用于恒力做功，也适用于________。 （3）力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以________。 【例题】 11．关于动能定理的理解，公式W=Ek2 _Ek1=ΔEk，下列说法正确的是（     ） A．功就是动能，动能就是功 B．功可以变为能，能可以变为功 C．合外力做多少正功，物体的动能就增加多少 D．合外力做多少负功，物体的动能就增加多少 三、动能定理初步应用 【知识整理】 应用动能定理解题的一般步骤 （1）选取研究对象(通常是单个物体)，明确它的运动过程。 （2）对研究对象进行受力分析，明确各个力做功的情况，求出外力做功的代数和。 （3）明确物体在初、末状态的动能Ek1、Ek2。 （4）列出动能定理的方程W=Ek2-Ek1，结合其他必要的辅助方程求解并验算。 【例题】 12．贵州“村超”火爆出圈，全网浏览量突破300亿次。如图所示，比赛中某球员罚点球时，将质量约为的足球以的速度踢出，运动员对足球做的功约为（     ） A． B． C． D． 13．如图所示，质量为的物体，在大小为20N的水平恒力F作用下，从静止开始在水平面上匀加速前进，前2秒发生的位移为，已知物体与水平地面的动摩擦因数，。求： (1)推力在前2秒内对物体所做的功？ (2)合外力在前2秒内对物体所做的功？ (3)推力在前2秒末的瞬时功率？ 14．如图所示，质量m=50 kg的滑雪运动员从高度h=30 m的坡顶由静止下滑，斜坡的倾角θ=37°，滑雪板与雪面之间的动摩擦因数μ=0.1。则运动员滑至坡底的过程中：（g取10 m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，装备质量不计） (1)滑雪运动员所受的重力对他做了多少功？ (2)滑雪运动员滑至坡底的动能是多少？ 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 参考答案 1．运动 2． 功 焦耳 J 3． 标 大小 4．B 【详解】A．匀速圆周运动的物体速率不变，质量不变，由可知动能恒定，故A错误； B．根据动能定理 可知，若合外力做功为0，则动能变化量为0，即动能一定不变，故B正确； C．动能由质量和速度大小共同决定，仅速度大、若质量很小，动能不一定更大，故C错误； D．动能增加即，由动能定理可知，合外力对物体做正功，故D错误。 故选B。 5．B 【详解】设汽车原来的速度为，初始动能为 当速度增大到原来的2倍时，此时动能 即动能变为原来的4倍，故选B。 6．（1）研究物体的动能离不开对力做功的分析；（2）；（3）；（4）；（5） 【详解】（1）大量实例说明，物体动能的变化和力对物体做的功密切相关。因此，研究物体的动能离不开对力做功的分析； （2）恒力F做的功是 （3）根据牛顿第二定律 （4）由运动学公式可得物体的位移为 （5）以上各式联立，解得F做的功 7．动能 8． 9．合外力 10． 曲线运动 变力做功 不同时作用 11．C 【详解】A．功是过程量，本质是能量转化的量度；动能是状态量，是物体因运动具有的能量，二者物理意义完全不同，不能等同，故A错误； B．做功的过程是能量从一种形式转化为另一种形式的过程，并非功和能直接相互转化，故B错误； C．根据动能定理公式，当合外力做正功时，对应，即合外力做多少正功，物体动能就增加多少，故C正确； D．当合外力做负功时，对应，即物体动能减少，故D错误。 故选C。 12．C 【详解】根据动能定理，运动员对足球做的功等于足球动能的增加量，因此运动员对足球做的功 故选C。 13．(1) (2) (3) 【详解】（1）推力在前2秒内对物体所做的功 （2）物体所受摩擦力 合外力在前2秒内对物体所做的功 （3）由动能定理可得 前2秒末的瞬时速度 推力在前2秒末的瞬时功率 14．(1)15000J (2)13000J 【详解】（1）根据做功公式可知，重力做功为 （2）根据动能定理有 解得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $