8.3 动能和动能定理 导学案—2021-2022学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册（word版含答案）

8.3动能和动能定理
【学习目标】
1．理解什么是动能；
2．知道动能的定义式，会用动能的定义式进行计算；
3．理解动能定理及其推导过程，知道动能定理的适用范围；
4．巩固用打点计时器打下的纸带计算物体运动的即时速度；
5．学习利用物理图象探究功与物体动能变化的关系。
【学习重点】
动能定理及其应用。
【学习难点】
对动能定理的理解和应用。
【学习过程】
一、动能
1．物理学中___________________________________________________叫动能。
2．动能的大小跟运动物体的___________、___________有关。物体的_________越大，____________越大，动能就_________。
3．（1）在物理学中，物体的动能表示为：_________________。
（2）动能是_________________量，是状态量。
（3）动能的单位：与功的单位相同，在国际制中都是_________________。
例题1：关于对动能的理解，下列说法不正确的是（ ）
A．凡是运动的物体都具有动能
B．动能总为正值
C．一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化
D．一定质量的物体，速度变化时，动能一定变化
例题2：质量为1kg的物体，自由下落2s，重力做功为__________，2s末物体的动能为__________。（g取10m/s2）。
二、动能定理
1．动能定理的内容：___________________________________________________。
2．公式：或W=___________
其中Ek2表示一个过程的末动能，Ek1表示一个过程的初动能。
动能定理的适用条件：___________________________________________________
_______________________________________________________________________。
【练习巩固】
一、单选题
1．氢气球在空中匀速上升的过程中，它的（　　）
A．动能减小，重力势能增大 B．动能不变，重力势能增大
C．动能减小，重力势能不变 D．动能不变，重力势能不变
2．如图所示，在光滑水平桌面上有一个质量为m的质点，在沿平行于桌面方向的恒定外力F作用下，以初速度v0从A点开始做曲线运动，图中曲线是质点的运动轨迹。已知在ts末质点的速度达到最小值v，到达B点时的速度方向与初速度v0的方向垂直，则下列说法不正确的是（　　）
A．恒定外力F的方向与初速度的反方向成θ角指向曲线内侧，且
B．质点所受合外力的大小为
C．质点到达B点时的速度大小为
D．ts内恒力F做功为
3．如图所示，粗糙水平轨道AB与半径为R的光滑半圆形轨道BC相切于B点，P点为半圆形轨道上与圆心O等高的一点。现将一小滑块以初动能Ek从A点开始向右运动，并进入半圆形轨道，小滑块恰好能到达半圆形轨道的P点；若小滑块以初动能2Ek从A点开始向右运动，小滑块恰好能到达半圆形轨道的最高点C，已知小滑块与水平轨道间的动摩擦因数为，则粗糙水平轨道AB间距离为（　　）
A． B． C． D．
4．如图所示，电梯质量为M，在它的水平地板上放置一质量为m的物体。电梯在钢索的拉力作用下竖直向上加速运动，当电梯的速度由增加到时，上升高度为H，则在这个过程中，下列说法或表达式正确的是（　　）
A．对物体，动能定理的表达式为，其中为支持力的功
B．对物体，动能定理的表达式为，其中为合力的功
C．对物体，动能定理的表达式为
D．对电梯，其所受合力做功为
5．如图所示，内壁光滑、质量为m的管形圆轨道，竖直放置在光滑水平地面上，恰好处在左、右两固定光滑挡板M、Q之间，圆轨道半径为R，质量为m的小球能在管内运动，小球可视为质点，管的内径忽略不计．当小球运动到轨道最高点时，圆轨道对地面的压力刚好为零，下列判断正确的是（　　）
A．圆轨道对地面的最大压力大小为8mg
B．圆轨道对挡板M、Q的压力总为零
C．小球运动的最小速度为
D．小球运动到圆轨道最右端时，圆轨道对挡板Q的压力大小为5mg
6．如图所示，一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点，小球在水平拉力F作用下，从最低位置P缓慢地拉至轻绳与竖直方向夹角为θ处。则下列说法正确的是（　　）
A．拉力F所做的功为Flsinθ
B．拉力F所做的功为mgl（1-cosθ）
C．绳的拉力所做的功为Flcosθ
D．小球所受合力做功为mgl（1-cosθ）
7．“复兴号”动车组用多节车厢提供动力，从而达到提速的目的。总质量为m的动车组在平直的轨道上行驶。该动车组有四节动力车厢，每节车厢发动机的额定功率均为P，若动车组所受的阻力与其速率平方成正比（F阻=kv2，k为常量），动车组能达到的最大速度为vm。下列说法正确的是（　　）
A．动车组在匀加速启动过程中，牵引力恒定不变
B．若四节动力车厢输出功率均为额定值，则动车组从静止开始做匀加速运动
C．若四节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静止启动，经过时间t达到最大速度vm，则这一过程中该动车组克服阻力做的功为
D．若四节动力车厢输出的总功率为P，则动车组匀速行驶的速度为
8．一质量为0.4 kg的小球以某一初速度水平向右抛出后，随即受到一大小3 N，方向水平向左的恒力，假设小球抛出时离地足够高，忽略空气阻力，g取10 m/s2，当小球的动能最小时，速度方向与水平方向的夹角为（　　）
A．30° B．37°
C．45° D．53°
9．如图所示，物体静止于水平面上的O点，这时弹簧恰为原长l0，物体的质量为m，与水平面间的动摩擦因数为μ，现将物体向右拉一段距离后自由释放，使之沿水平面振动，下列结论正确的是（　　）
A．物体通过O点时所受的合外力为零
B．物体将做阻尼振动
C．物体最终只能停止在O点
D．物体停止运动后所受的摩擦力为μmg
10．图甲为某科技兴趣小组制作的重力投石机示意图。支架固定在水平地面上，轻杆A可绕支架顶部水平轴OO′在竖直面内自由转动。A端凹槽内装有一石子，B端固定一配重。某次打靶时，将杆沿逆时针方向转至与竖直方向成θ角后由静止释放，杆在配重重力作用下转到竖直位置时石子被水平抛出。石子投向正前方竖直放置的靶，打到靶心上方的“6”环处，如图乙所示。不计空气阻力，下列操作不可能打中靶心“10”环的是（　　）
A．减小石子的质量，同时增大配重的质量
B．增大石子的质量，同时减小配重的质量
C．增大投石机到靶的距离，同时增大角
D．增大投石机到靶的距离，同时减小角
11．如图甲所示，在倾角为30°且足够长的光滑斜面的A处连接一粗糙水平面，的长度为4m。一质量为m的滑块从O处由静止开始受一水平向右的力F作用。F只在水平面上按图乙所示的规律变化。已知滑块与间的动摩擦因数，重力加速度g取，求
（1）滑块运动到A处时的速度大小；
（2）不计滑块在A处的速率变化，滑块冲上斜面AB的长度是多少？
参考答案：
1．B
2．D
3．A
4．C
5．A
6．B
7．D
8．B
9．B
10．A
11．（1）；（2）5 m
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