（人教版）高中物理必修二第1部分 第七章 第7节 动能和动能定理
文档属性
| 名称 | （人教版）高中物理必修二第1部分 第七章 第7节 动能和动能定理 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-04-30 22:44:02 | ||
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文档简介
(共37张PPT)
应用创新演练
理解教材新知
把握热点考向
考向一
考向二
随堂基础巩固
第
七章
机械能守恒定律
课时跟踪训练
知识点一
知识点二
第 7
节
动能和动能定理
运动
焦耳
[重点诠释]
[特别提醒]
研究物体的动能及能量间的转化时，如无特别说明，一般选地面为参考系。
1．下面有关动能的说法中正确的是 ( )
A．物体只有做匀速运动时，动能才不变
B．物体做平抛运动时，水平方向速度不变，动能不变
C．物体做自由落体运动时，重力做功，物体的动能增加
D．物体的动能变化时，速度不一定变化，速度变化时，
动能一定变化
解析：物体只要速率不变，动能就不变，故A错误。物体做平抛运动时，速率增大动能就会增大，故B错误。物体做自由落体运动时，其合力等于重力，重力做功，物体的动能增加，故C正确。物体的动能变化时，速度的大小一定变化，故D错误。
答案：C
[自学教材]
2．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
Ek2－Ek1
代数和
动能减少
动能增加
恒力
直线
变力
曲线
[重点诠释]
(3)合力对物体做正功，即W＞0，ΔEk＞0，表明物体的动能增大；合力对物体做负功，即W＜0，ΔEk＜0，表明物体的动能减小。
(4)动能定理不仅描述了功和动能增量之间的等值关系，还体现了它们之间的因果关系，也就是说力对物体做功是引起物体动能变化的原因，合外力做功的过程实质上是其他形式的能与动能相互转化的过程，转化了多少由合外力做了多少功来度量。
2．应用动能定理解题的步骤
(1)确定研究对象和研究过程。
(2)对研究对象进行受力分析。(研究对象以外的物体施于研究对象的力都要分析，含重力)
(3)写出该过程中合外力做的功，或分别写出各个力做的功(注意功的正负)。如果研究过程中物体受力情况有变化，要分别写出该力在各个阶段做的功。
(4)写出物体的初、末动能。(注意动能增量是末动能减初动能)
(5)按照动能定理列式求解。
3．动能定理的优越性
(1)对于变力作用或曲线运动，动能定理提供了一种计算变力做功的简便方法。功的计算公式W＝Flcos α只能求恒力做的功，不能求变力的功，而由于动能定理提供了一个物体的动能变化ΔEk与合外力对物体所做功具有等量代换关系，因此已知(或求出)物体的动能变化ΔEk＝Ek2－Ek1，就可以间接求得变力做功。
(2)与用牛顿定律解题的比较：
牛顿定律 动能定理
相同点 确定研究对象，对物体进行受力分析和运动过程分析
适用条件 只能研究在恒力作用下物体做直线运动 对于物体在恒力或变力作用下，物体做直线或曲线运动均适用
应用方法 要考虑运动过程的每一个细节，结合运动学公式解题 只考虑各力的做功情况及初、末状态的动能
运算方法 矢量运算 代数运算
两种思路对比可以看出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。
2.一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂
于O点，小球在水平力F作用下从平衡位
置P点很缓慢地移动到Q点，如图7－7－1
所示。力F所做的功为 ( )
A．mglcos θ B．Flsin θ
C．mgl(1－cos θ) D．Fl(1－sin θ)
图7－7－1
解析：小球的运动过程是缓慢的，因而小球任何时刻均可看做是平衡状态，因此力F的大小在不断变化，F做功是变力做功。小球上升过程只有重力mg和F这两个力做功，由动能定理得－mg(l－lcos θ)＋WF＝0，所以WF＝mgl(1－cos θ)。
答案：C
图7—7—2
[答案] 32 J
[借题发挥]
物体在下滑过程中受到的弹力在发生变化，即使物体与曲面间的动摩擦因数μ各处是一样的，物体受到的摩擦力也是变力。所以在求变力做的功时，无法应用W＝Fl求解，只能把变力做的功用符号Wf表示，应用动能定理求解，这是求变力做功的方法之一。
图7－7－3
答案：AB
[例2] 如图7－7－4所示，ABCD为一竖直平面的轨道，其中BC水平，A点比BC高出10 m，BC长1 m，AB和CD轨道光滑。一质量为1 kg的物体，从A点以4 m/s的速度开始运动，经过BC后滑到高出C点10.3 m的D点速度为零。求：(g取10 m/s2)
图7－7－4
(1)物体与BC轨道间的动摩擦因数。
(2)物体第5次经过B点时的速度。
(3)物体最后停止的位置(距B点多少米)。
[审题指导] 利用动能定理来处理多过程问题，首先要分析物体的运动过程，把握好物体的初末状态，然后找到整个过程中各个力所做的功，最后利用动能定理列式求解。
[答案] (1)0.5 (2)13.3 m/s (3)0.4 m
[借题发挥]
(1)应用动能定理解决多过程问题时，要根据题目所求解的问题选取合适的过程，可以分过程，也可以整过程一起研究。值得注意的是虽然我们列式时忽略了中间复杂过程，但不能忽略对每个过程的分析。
(2)在运动过程中，物体受到的某个力可能是变化的或分阶段存在的，应用动能定理列式时要注意这种力做功的表达方式。
2．如图7－7－5所示，竖直平面内的轨道ABCD由水平轨道
AB与光滑的四分之一圆弧轨道CD组成，AB恰与圆弧CD在C点相切，轨道固定在水平面上。一个质量为m的小物块(可视为质点)从轨道的A端以初动能E冲上水平轨道AB，沿着轨道运动，由DC弧滑下后停在水平轨道AB的中点。已知水平轨道AB长为L，求(注意：图中v0是未知的)：
图7－7－5
应用创新演练
理解教材新知
把握热点考向
考向一
考向二
随堂基础巩固
第
七章
机械能守恒定律
课时跟踪训练
知识点一
知识点二
第 7
节
动能和动能定理
运动
焦耳
[重点诠释]
[特别提醒]
研究物体的动能及能量间的转化时，如无特别说明，一般选地面为参考系。
1．下面有关动能的说法中正确的是 ( )
A．物体只有做匀速运动时，动能才不变
B．物体做平抛运动时，水平方向速度不变，动能不变
C．物体做自由落体运动时，重力做功，物体的动能增加
D．物体的动能变化时，速度不一定变化，速度变化时，
动能一定变化
解析：物体只要速率不变，动能就不变，故A错误。物体做平抛运动时，速率增大动能就会增大，故B错误。物体做自由落体运动时，其合力等于重力，重力做功，物体的动能增加，故C正确。物体的动能变化时，速度的大小一定变化，故D错误。
答案：C
[自学教材]
2．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
Ek2－Ek1
代数和
动能减少
动能增加
恒力
直线
变力
曲线
[重点诠释]
(3)合力对物体做正功，即W＞0，ΔEk＞0，表明物体的动能增大；合力对物体做负功，即W＜0，ΔEk＜0，表明物体的动能减小。
(4)动能定理不仅描述了功和动能增量之间的等值关系，还体现了它们之间的因果关系，也就是说力对物体做功是引起物体动能变化的原因，合外力做功的过程实质上是其他形式的能与动能相互转化的过程，转化了多少由合外力做了多少功来度量。
2．应用动能定理解题的步骤
(1)确定研究对象和研究过程。
(2)对研究对象进行受力分析。(研究对象以外的物体施于研究对象的力都要分析，含重力)
(3)写出该过程中合外力做的功，或分别写出各个力做的功(注意功的正负)。如果研究过程中物体受力情况有变化，要分别写出该力在各个阶段做的功。
(4)写出物体的初、末动能。(注意动能增量是末动能减初动能)
(5)按照动能定理列式求解。
3．动能定理的优越性
(1)对于变力作用或曲线运动，动能定理提供了一种计算变力做功的简便方法。功的计算公式W＝Flcos α只能求恒力做的功，不能求变力的功，而由于动能定理提供了一个物体的动能变化ΔEk与合外力对物体所做功具有等量代换关系，因此已知(或求出)物体的动能变化ΔEk＝Ek2－Ek1，就可以间接求得变力做功。
(2)与用牛顿定律解题的比较：
牛顿定律 动能定理
相同点 确定研究对象，对物体进行受力分析和运动过程分析
适用条件 只能研究在恒力作用下物体做直线运动 对于物体在恒力或变力作用下，物体做直线或曲线运动均适用
应用方法 要考虑运动过程的每一个细节，结合运动学公式解题 只考虑各力的做功情况及初、末状态的动能
运算方法 矢量运算 代数运算
两种思路对比可以看出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。
2.一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂
于O点，小球在水平力F作用下从平衡位
置P点很缓慢地移动到Q点，如图7－7－1
所示。力F所做的功为 ( )
A．mglcos θ B．Flsin θ
C．mgl(1－cos θ) D．Fl(1－sin θ)
图7－7－1
解析：小球的运动过程是缓慢的，因而小球任何时刻均可看做是平衡状态，因此力F的大小在不断变化，F做功是变力做功。小球上升过程只有重力mg和F这两个力做功，由动能定理得－mg(l－lcos θ)＋WF＝0，所以WF＝mgl(1－cos θ)。
答案：C
图7—7—2
[答案] 32 J
[借题发挥]
物体在下滑过程中受到的弹力在发生变化，即使物体与曲面间的动摩擦因数μ各处是一样的，物体受到的摩擦力也是变力。所以在求变力做的功时，无法应用W＝Fl求解，只能把变力做的功用符号Wf表示，应用动能定理求解，这是求变力做功的方法之一。
图7－7－3
答案：AB
[例2] 如图7－7－4所示，ABCD为一竖直平面的轨道，其中BC水平，A点比BC高出10 m，BC长1 m，AB和CD轨道光滑。一质量为1 kg的物体，从A点以4 m/s的速度开始运动，经过BC后滑到高出C点10.3 m的D点速度为零。求：(g取10 m/s2)
图7－7－4
(1)物体与BC轨道间的动摩擦因数。
(2)物体第5次经过B点时的速度。
(3)物体最后停止的位置(距B点多少米)。
[审题指导] 利用动能定理来处理多过程问题，首先要分析物体的运动过程，把握好物体的初末状态，然后找到整个过程中各个力所做的功，最后利用动能定理列式求解。
[答案] (1)0.5 (2)13.3 m/s (3)0.4 m
[借题发挥]
(1)应用动能定理解决多过程问题时，要根据题目所求解的问题选取合适的过程，可以分过程，也可以整过程一起研究。值得注意的是虽然我们列式时忽略了中间复杂过程，但不能忽略对每个过程的分析。
(2)在运动过程中，物体受到的某个力可能是变化的或分阶段存在的，应用动能定理列式时要注意这种力做功的表达方式。
2．如图7－7－5所示，竖直平面内的轨道ABCD由水平轨道
AB与光滑的四分之一圆弧轨道CD组成，AB恰与圆弧CD在C点相切，轨道固定在水平面上。一个质量为m的小物块(可视为质点)从轨道的A端以初动能E冲上水平轨道AB，沿着轨道运动，由DC弧滑下后停在水平轨道AB的中点。已知水平轨道AB长为L，求(注意：图中v0是未知的)：
图7－7－5