2.1 动能的改变 学案 (1)

2.1
动能的改变
学案1
【学习目标】
1、掌握动能的表达式。
2、掌握动能定理的表达式。
3、理解动能定理的确切含义，应用动能定理解决实际问题。
【学习重点】
1.动能的概念；
2.动能定理及其应用；
【知识要点】
1.动能
(1)定义：
物体由于运动而具有的能叫动能,它与物体的质量和速度有关.
(2)动能公式
Ek=mv2
(3)动能是标量,不受速度方向的影响.它
( http: / / www.21cnjy.com )在国际单位制中的单位是焦耳(J).一个物体处于某一确定运动状态,它的动能也就对应于某一确定值,因此动能是状态量.
2动能定理
(1)内容：外力对物体所做的总功等于物体动能的增加,这个结论叫动能定理.
(2)表达式：W总＝Ek2－Ek1＝ΔEk
W总表示外力对物体做的总功,Ek1表示物体初态的动能,用Ek2表示末态动能.
(3)对动能定理的理解
a.对外力对物体做的总功的理解
有的力促进物体运动,而有的力则阻碍物体运动
( http: / / www.21cnjy.com ),因此它们做的功就有正、负之分.总功指的是各外力做功的代数和,又因为W总＝W1+W2+……＝F1s+F2s+……＝F合s,所以总功也可理解为合外力的功.
b.对该定理标量性的认识
因动能定理中各项均为标量,因此单纯速度方向改变不影响动能大小.
c.对定理中“增加”一词的理解
由于外力做功可正、可负,因此物体在一运动过
( http: / / www.21cnjy.com )程中动能可增加,也可能减少.因而定理中“增加”一词,并不表示动能一定增大,它的确切含义为末态与初态的动能差,或称为“改变量”.数值可正、可负.
d.对状态与过程关系的理解
功是伴随一个物理过程而产生的,是过程量,而动能是状态量.动能定理表示了过程量等于状态量的改变量的关系.
3.动能定理的应用步骤：
(1)明确研究对象及所研究的物理过程;
(2)对研究对象进行受力分析,并确定各力所做的功,求出这些力做功的代数和;
(3)确定始、末状态的动能.(未知量用符号表示),根据动能定理列出方程W总＝Ek2－Ek1;
(4)求解方程,分析结果.
【典型例题】
【例1】
一物体做变速运动时,下列说法正确的是
A.合外力一定对物体做功,使物体动能改变
B.物体所受合外力一定不为零
C.合外力一定对物体做功,但物体动能可能不变
D.物体加速度一定不为零
解析：此例主要考查学生对涉
( http: / / www.21cnjy.com )及力、速度、加速度、功和动能各物理量的牛顿定律和动能定理的理解.只要考虑到竖直上抛运动从抛出点又回到抛出点的例子,很容易得到正确答案B、D.
点评：动能定理是外力对物体所做的总功等
( http: / / www.21cnjy.com )于物体动能的增量,物体做变速运动时,只能说明合外力不等于零,但做功取决于力和在力的方向上的位移.合外力不等于零,有可能在力的方向上的位移等于零.注意对概念和规律的理解.
【例2】
在水平放置的长直木板槽中
( http: / / www.21cnjy.com ),一木块以6.0
m/s的初速度开始滑动,滑行4.0
m后速度减为4.0
m/s.若木板槽粗糙程度处处相同,此后木块还可以向前滑行多远？
解析：设木板槽对木块摩擦力为f,木块质量为m,据题意使用动能定理有：
－fs1=Ek2－Ek1,即－f·4=m(42－62)
－fs2=0－Ek2,即－fs2=－m42
两式联立可得：s2＝3.2
m,即木块还可滑行3.2
m.
点评：此题也可用运动学公式和牛顿定律来求解,但过程较繁.比较两种方法的优劣,可看出动能定理的优势.
【例3】
如图,在水平恒力F作用下
( http: / / www.21cnjy.com ),物体沿光滑曲面从高为h1的A处运动到高为h2的B处.若在A处的速度为vA,B处速度为vB,则AB的水平距离为多大？
解析：A到B过程中,物体受水平恒力F、支持力N和重力mg的作用.三个力做功分别为Fs、0和－mg(h2－h1),所以动能定理写为：
Fs－mg(h2－h1)=m(vB2－vA2)
解得s=［g(h2－h1)+(vB2－vA2)］.
点评：从此例可以看出,以我们现在的知识水平,牛顿定律无能为力的问题,动能定理可以很方便地解决,其关键就在于动能定理不计运动过程中瞬时细节.
【达标训练】
1.关于速度与动能，下列说法中正确的是(
)
A.一个物体速度越大时，动能越大
B.速度相等的物体，如果质量相等，那么它们的动能也相等
C.动能相等的物体，如果质量相等那么它们的速度也相同
D.动能越大的物体，速度也越大
2.对于做匀速圆周运动的物体，下面说法中正确的是
(
)
A.速度在改变，动能也在改变
B.速度改变，动能不变
C.速度不变，动能改变
D.动能、速度都不变
3.一质量为1.0kg的滑块，以4m／s的初
( http: / / www.21cnjy.com )速度在光滑水平面上向左滑行，从某一时刻起一向右水平力作用于滑块，经过一段时间，滑块的速度方向变为向右，大小为4m／s，则在这段时间内水平力所做的功为(
)
A.0
B.8J
C.16J
D.32J
4.两物体质量之比为1:3，它们距离地面高度之比也为1:3，让它们自由下落，它们落地时的动能之比为(
)
A.1:3
B.3:1
C.1:9
D.9:1
5.在距地面15m高处，某人将一质量为4kg的物体以5m／s的速度抛出，人对物体做的功是(
)
A.20J
B.50J
C.588J
D.638J
6.一个物体由静止沿长为L的光滑斜面下滑当物体的速度达到末速度一半时，物体沿斜面下滑了(
)
A.
B.
C.
D.
答案
1．AB
2．B
3．A
4．C
5．B
6．A
【反思】
收获
疑问