2017-2018学年同步备课套餐之高一物理人教浙江专版必修2讲义：第七章7.doc

动能和动能定理 1.理解动能的概念，掌握其表达式． 必考 加试 2．知道动能定理的表达式，理解动能定理 学习目标 的物理意义． 考试要求 3．能应用动能定理解决单个物体的有关问 d d 题，并会求变力做的功 . 一、动能 1．定义：物体由于运动而具有的能． 2．表达式： Ek＝ 12mv2. 3．单位：与功的单位相同，国际单位为焦耳，符号为 J. 4．标矢性：动能是标量，只有大小没有方向． 二、动能定理 1．内容：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． 1 2 1 2 2．表达式： W＝ 2mv2 － 2mv1 . 3．适用范围：既适用于恒力做功，也适用于变力做功；既适用于直线运动，也适用于曲线运 动． [即学即用 ] 一个质量为 0.1 kg 的球在光滑水平面上以 5 m/s 的速度匀速运动， 与竖直墙壁碰 撞以后以原速率被弹回， 若以初速度方向为正方向， 则小球碰墙前后速度的变化为 ________， 动能的变化为 ________． 答案 － 10 m/s 0 一、动能 [导学探究 ] 让铁球从光滑的斜面上由静止滚下，与木块相碰，推动木块做功． (如图 1 所示 ) 图 1 (1)让同一铁球从不同的高度静止滚下，可以看到：高度大时铁球把木块推得远，对木块做的 功多． (2)让质量不同的铁球从同一高度静止滚下，可以看到：质量大的铁球把木块推得远，对木块 做的功多． 以上两个现象说明动能的影响因素有哪些？ 答案  由于铁球从同一斜面上静止滚下，加速度均为  gsin θ，由  v2＝ 2ax 和  x＝  h sin  得知，铁 θ 球到达水平面时的速度由 h 决定．同一铁球从不同高度静止滚下，高度大的到达水平面时的速度大，把木块推得远，对木块做功多，故动能的影响因素有速度；质量不同的铁球从同一高度静止滚下，到达水平面时的速度相等，质量大的铁球对木块做功多，说明动能的影响因素有质量． [知识深化 ] 1．对动能的理解 (1)动能是标量，没有负值，与物体的速度方向无关． (2)动能是状态量，具有瞬时性，与物体的运动状态 (或某一时刻的速度 )相对应． (3)动能具有相对性，选取不同的参考系，物体的速度不同，动能也不同，一般以地面为参考 系． 2．动能变化量 Ek 物体动能的变化量是末动能与初动能之差，即 Ek＝ 1 mv2 2－ 1 mv1 2，若 Ek>0，则表示物体 2 2 的动能增加，若 Ek<0，则表示物体的动能减少． 例 1 下列关于动能的说法正确的是 ( ) ．两个物体中，速度大的动能也大 ．某物体的速度加倍，它的动能也加倍 C．做匀速圆周运动的物体动能保持不变 D．某物体的动能保持不变，则速度一定不变 答案  C 解析  动能的表达式为  Ek＝ 12mv2，即物体的动能大小由质量和速度大小共同决定，  速度大的 物体的动能不一定大，故  A 错误；速度加倍，它的动能变为原来的  4 倍，故  B 错误；速度只 要大小保持不变，动能就不变，故  C正确，D  错误． 二、动能定理 [导学探究 ] 如图 2 所示，物体在恒力 F 的作用下向前运动了一段距离， 速度由 v1 增加到 v2. 试推导出力 F 对物体做功的表达式． 图 2 v2 2－v1 2 v 2 2－ v1 2 答案 W＝ Fl ＝ F· ＝F · 2a F 2m ＝ 1mv2 2－ 1mv1 2 2 2 [知识深化 ] 对动能定理的理解 1 2 1 2 1．表达式 W＝ Ek2－ Ek1 ＝ mv2 － mv1 2 2 (1)Ek2＝ 1mv2 2表示这个过程的末动能； 2 1 2 表示这个过程的初动能． Ek1＝ mv1 2 (2)W 表示这个过程中合力做的功，它等于各力做功的代数和． 2．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． 3．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时，在空间上的累积效果． 例 2 下列关于运动物体的合外力做功和动能、速度变化的关系，正确的是 ( ) ．物体做变速运动，合外力一定不为零，动能一定变化 ．若合外力对物体做功为零，则合外力一定为零 C．物体的合外力做功，它的速度大小一定发生变化 D．物体的动能不变，所受的合外力必定为零 答案 C 解析 力是改变物体速度的原因，物体做变速运动时，合外力一定不为零，但合外力不为零 时，做功可能为零，动能可能不变， A 、 B 错误．物体的合外力做功，它的动能一定变化， 速度大小也一定变化， C 正确．物体的动能不变，所受合外力做功一定为零，但合外力不一