4. 动能 动能定理优质课教案整理

江苏省泰州中学

必修2 第4节

动能

动能定理

[学习目标]

1.理解动能的概念，掌握其表达式.

2.能用牛顿第二定律与运动学公式导出动能定理，理解动能定理的物理意义. 3.能应用动能定理解决简单的问题. [互动探究]

一、动能

[问题设计] 放在水平面上的物体的质量为m，其与水平面间的摩擦力为f，在与运动方向相同的恒力F的作用下发生一段位移，速度由v1增加到v2。合力所做的功W与物体速度的变化间有什么关系呢?

[要点提炼]

1.动能的表达式：

，国际单位制中单位

. 练习：质量10g，以0.8kg/s的速度飞行的子弹，质量60kg，以10m/s的速度飞行的铅球，

二者相比,哪个的动能大？

2.对动能的理解

(1)动能的瞬时性：物体动能的大小与物体瞬时速度的大小相对应，是一个状态量. (2)动能的标矢性：动能是标量，只有大小没有方向，且总大于(v≠0时)或等于零(v＝0时)，不可能小于零(无负值).运算过程中无需考虑速度方向. (3)动能的相对性：对于不同的参考系，物体的速度不同，则物体的动能也不同.没有特别指明时，都是以地面为参考系

二、动能定理

实验探究：课本第69页

1.内容：

，这一关系称为动能定理. 2.表达式：

. 112(1)Ek2＝mv22表示一个过程的末动能，Ek1＝mv1表示这个过程的初动能. 22(2)W指合外力做的功，也即包含重力在内的所有外力所做功的

.

(3)W与ΔEk的关系：如果合外力对物体做正功，物体的动能

；如果合外力对物体做负

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必修2 功，物体的动能

；如果合外力对物体不做功，物体的动能

.

3．适用范围：

既适用于恒力作用过程也适用于变力作用过程，既适用于直线运动也适用于曲线运动。

4.实质：动能定理揭示了合外力对物体所做的功与物体动能的变化之间的因果联系和定量关系。即：

（1）合力做功是引起动能变化的原因。

（2）合力做了多少功，动能就要变化多少。

三、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，结合其他必要的解题方程，求解并验算. [典例精析] 例1 对动能的理解，下列说法正确的是(

)

A．动能是机械能的一种表现形式，凡是运动的物体都具有动能

B．动能不可能为负值

C．一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化；但速度变化时，动能不一定变化

D．动能不变的物体，一定处于平衡状态

例2一质量为1kg的物体被人用手由静止向上提升1m，这时物体的速度2 m/s，则下列说法正确的是 ( )

A．手对物体做功 12J B．合外力对物体做功 12J C．合外力对物体做功 2J D．物体克服重力做功 10 J 例3

铁球1m高处掉入沙坑,则已知铁球在下陷过程中受到沙子的平均阻力为铁球重力的

20倍,则铁球在沙中下陷深度为多少m?

[巩固练习]

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必修2 1.(对动能的理解)质量为2 kg的物体A以5 m/s的速度向北运动，另一个质量为0.5 kg的物体B以10 m/s的速度向西运动，它们的动能分别为EkA和EkB，则(

) A.EkA＝EkB

B.EkA＞EkB

C.EkA＜EkB

D.因运动方向不同，无法比较动能大小

2.(对动能定理的理解)有一质量为m的木块，从半径为r的圆弧曲面上的a点滑向b点，如图所示.如果由于摩擦使木块的运动速率保持不变，则以下叙述正确的是(

) A.木块所受的合外力为零

B.因木块所受的力都不对其做功，所以合外力做的功为零

C.重力和摩擦力的合力做的功为零

D.重力和摩擦力的合力为零

3.(动能定理的应用)物体沿直线运动的v－t图像如图所示，已知在第1秒内合力对物体做功为W，则(

) A.从第1秒末到第3秒末合力做功为4W

B.从第3秒末到第5秒末合力做功为－2W

C.从第5秒末到第7秒末合力做功为W

D.从第3秒末到第4秒末合力做功为－0.75W

4．一架喷气式飞机，质量m＝5.0×103 kg，起飞过程中从静止开始运动．当位移达到l＝5.3×102 m时，速度达到起飞速度v＝60 m/s，在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重力的0.02倍．求飞机受到的平均牵引力．(g取10 m/s2)

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