高一物理必修二优质课公开课学案4.3.doc

3.动能动能定理

课标要求

1.知道动能的符号、单位和表达式，会根据动能的表达式计算物体的动能．

2．能运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．

思维导图

必备知识·自主学习——突出基础性素养夯基

一、动能

1．定义：物体由于运动而具有的能量．

2．表达式：Ek＝________．

3．单位：与功的单位相同，国际单位为焦耳，符号：J.

4．特点：

(1)具有瞬时性，是状态量．

(2)具有相对性，选取不同的参考系，同一物体的动能一般不同，通常是指物体相对于地面的动能．

(3)是标量，没有方向．

二、动能定理

1．表达式：W＝Ek2－Ek1＝________________．

说明：式中的W为________________，它等于各力做功的________．

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的____________．

3．适用范围：不仅适用于恒力做功和直线运动，也适用于________做功和曲线运动情况．

[导学]

(1)动能与物体的速度大小有关，与物体速度方向无关，而物体速度变化既可能是大小变化，也可能是方向变化，所以物体速度变化，动能不一定变化．

(2)物体所受的合外力不为零，其动能不一定变化.

关键能力·合作探究——突出综合性素养形成

探究点一动能和动能定理的理解

导学探究

如图所示，一辆汽车正在上坡路上加速行驶．

(1)汽车上坡过程受哪些力作用？各个力做什么功？

(2)汽车的动能怎样变化？其动能的变化与各个力做功有什么关系？

归纳总结

1.动能的理解

(1)是状态量：与物体的运动状态(或某一时刻的速度)相对应．

(2)是标量：只有大小，没有方向；只有正值，没有负值．

(3)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．

(4)动能与速度的三种关系

数值关系

Ek＝12mv2，同一物体，速度v越大，动能Ek

瞬时关系

动能和速度均为状态量，二者具有瞬时对应关系

变化关系

当动能发生变化时，物体的速度(大小)一定发生变化；当速度发生变化时，物体的动能可能不变

2.对动能定理的理解

(1)表达式W＝ΔEk中的W为合外力对物体做的总功．

(2)动能定理描述了做功和动能的变化的两种关系．

①等值关系：物体动能的变化等于合力对它做的功．

②因果关系：合力对物体做的功决定了物体动能的变化．

典例示范

例1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()

A．物体做变速运动，合外力一定不为零，动能一定变化

B．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

素养训练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，速度逐渐变大，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

素养训练2(多选)如图所示，质量为m的小车在水平恒力F的推动下，从山坡(粗糙)底部A处由静止开始运动至高为h的坡顶B，获得的速度为v，A、B之间的水平距离为x，重力加速度为g.下列说法正确的是()

A．小车克服重力所做的功是mgh

B．合外力对小车做的功是12mv

C．推力对小车做的功是12mv2＋

D．阻力对小车做的功是12mv2＋mgh－

探究点二动能定理的应用

归纳总结

1.应用动能定理解题的注意事项

(1)动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系的，一般以地面或相对地面静止的物体为参考系．

(2)应用动能定理的关键在于准确分析研究对象的受力情况及运动情况，可以画出运动过程的草图，借助草图理解物理过程之间的关系．

(3)当物体的运动包含多个不同过程时，可分段应用动能定理求解；也可以全过程应用动能定理．

(4)列动能定理方程时，必须明确各力做功的正、负，确定难以判断的先假定为正功，最后根据结果加以检验．

2．动能定理与牛顿第二定律的比较

牛顿第二定律

动能定理

适用条件

只能研究在恒力作用下物体做直线运动的情况

对于物体在恒力或变力作用下，物体做直线运动或曲线运动均适用

应用方法

要考虑运动过程的每一个细节

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

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

典例示范

例2在F＝8N的水平拉力作用下，质量为m＝2kg的物体沿水平面由静止开始