1、2014 年春高中物理 7.7动能和动能定理学案 6 新人教必修 2教学目标1.知道动能的符号、单位、表达式和标矢性，会根据动能的表达式计算运动物体的动能。2.能根据牛顿第二定律及运动学公式导出动能定理，会用动能定理处理有关问题。3.知道动能定理也可用于计算变力做功和曲线运动。 重点： 1.动能的理解。2.动能定理的理解与应用。难点: 1.动能定理的推导。2.运用动能定理解决问题。 教学方法：学案导学学习过程一、 自主学习效果检测（一）动能1.定义:物体由于_而具有的能。2.表达式: 。3.单位：与功的单位相同，国际单位为_。 1 J=_=_。4.物理量特点(1)具有瞬时性，是_。(2)具有相
2、对性，选取不同的参考系，同一物体的动能一般不同，一般是指相对于_的动能。(3)是_，没有方向，Ek0。 二、动能定理1.内容:力在一个过程中对物体所做的功等于物体在这个过程中_的变化。2.表达式：W=_。说明:(1)W 为合力所做的功，它等于各个力做功的代数和。(2)Ek2表示一个过程的末动能 ， E k1表示一个过程的初动能 3.适用范围：不仅适用于_做功和_运动，也适用于_做功和_运动的情况。 三、动能定理的应用1.动能定理不涉及物体在运动过程中的_和_，因此用动能定理处理问题比较简单。2.外力做的功可正可负。如果外力做正功，物体的动能_；外力做负功，物体的动能_【判一判】(1)一个物体的
3、动能可能小于零。( )(2)两质量相同的物体，动能相同，速度一定相同。( )(3)做匀速圆周运动的物体，速度改变，动能不变。( )(4)动能定理仅适用于恒力做功，对变力做功不适用。( ) 二、课堂导学，小组合作探究主题一;探究影响动能大小的相关因素1.如图甲所示，让同一辆小车分别从同一斜面的不同高度由静止开始下滑，与放在水平面上的木块相碰，比较木块在水平面上移动的距离；如图乙所示，让不同质量的小车分别从同一斜面的相同高度由静止开始下滑，与放在水平面上的木块相碰。比较木块在水平面上移动的距离。试根据实验完成下列表格。现象 现象分析图甲质量相同，高度越高的小车把木块推得_质量相同，高度越高，小车滑
4、至水平面的速度_，对木块做功_图乙高度相同，质量越大的小车把木块推得_高度相同,小车滑至水平面的速度相同,小车质量_，对木块做功_2.根据以上实验说明物体的动能大小与什么因素有关？【探究归纳】探究影响动能大小的相关因素1.探究方法：控制变量法。2.动能的大小与物体的质量和速度的大小有关。主题二：动能定理1.如图所示，某物体的质量为 m，在与运动方向相同的恒力 F 作用下在光滑水平面上发生一段位移 l，速度由 v1增加到 v2。试求做功和动能变化的关系。2.若水平地面与物体的滑动摩擦力恒为 Ff,其他条件不变，物体速度由 v1增加到 v2,试推导合外力做功和动能变化的关系。3.由上面的 1、2，
5、可推知怎样的结论？并分析合外力做功与动能变化的关系。【探究归纳】动能定理1.表达式：W=Ek2-Ek1。2.若合外力做正功，动能增加。若合外力做负功，动能减小。若合外力不做功，动能不变。【典例 2】质量为 2 kg 的铁球从离地面 2 m 高处自由下落，陷入沙坑中 2 cm 深处，如图所示，求沙子对铁球的平均阻力。【规律方法】1.应用动能定理解题的基本步骤(1)选取研究对象，明确它的运动过程。(2)分析研究对象的受力情况和各力的做功情况。(3)明确物体在运动过程的始末状态的动能 Ek1 和 Ek2。(4)列出动能定理的方程 W 合Ek2Ek1 及其他必要的解题方程，进行求解三、随堂检测，分层达
6、标训练【基础达标】 1关于动能的理解，下列说法正确的是( )A.一般情况下， 2k1Emv中的 v 是相对于地面的速度B.动能的大小由物体的质量和速率决定，与物体的运动方向无关C.物体以相同的速率向东和向西运动，动能的大小相等，方向相反D.当物体以不变的速率做曲线运动时其动能不断变化2.当重力对物体做正功时，物体的重力势能和动能可能的变化情况，下面哪些说法正确( )A.重力势能一定增加，动能一定减小B.重力势能一定减小，动能一定增加C.重力势能不一定减小，动能一定增加D.重力势能一定减小，动能不一定增加3.足球运动员用力踢质量为 0.3 kg 的静止足球，使足球以 10 m/s 的速度飞出，假
7、定脚踢足球时对足球的平均作用力为 400 N，球在水平面上运动了 20 m后停止，那么人对足球做的功为( )A.8 000 J B.4 000 J C.15 J D.无法确定4.某人用手将一质量为 1 kg 的物体由静止向上提升 1 m，这时物体的速度为2 m/s，则下列说法中错误的是(g 取 10 m/s2)( )A.手对物体做功 12 J B.合外力对物体做功 12 JC.合外力对物体做功 2 J D.物体克服重力做功 10 J5.某个人用手托着质量为 m 的物体，从静止开始沿水平方向运动，前进距离 s 后速度为 v。已知物体与人手掌之间的动摩擦因数为，则在以上过程中人对物体做的功为( )
8、A0 Bmgs Cmgs D 21mv6.人骑自行车下坡，坡长 l=500 m,坡高 h=8 m,人和车总质量为 100 kg，下坡时初速度为 4 m/s，人不踏车的情况下，到达坡底时车速为 10 m/s，g 取 10 m/s2，则下坡过程中阻力所做的功为( )A.400 J B.3 800 J C.5 000 J D.4 200 J7.一架喷气式飞机质量为 5.0103 kg，起飞过程中从静止开始滑跑。当位移达到 l=5.0102 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。求飞机受到的牵引力(g 取 10 m/s2)。【能力提升】8.
9、(2012长沙高一检测)小明和小强在操场上一起踢足球。若足球质量为 m，小明将足球以速度v 从地面上的 A 点踢起。当足球到达最高点 B 位置时距离地面高度为 h，如图所示，不计空气阻力，则下列说法中正确的是( )A.小明对足球做的功等于2mvghB.小明对足球做的功等于2C.足球在最高点 B 位置处的动能为 0D.足球在最高点 B 位置处的动能为2mv+mgh9.一质量为 m 的小球，用长为 l 的轻绳悬挂于 O 点。小球在水平力F 的作用下，从平衡位置 P 点很缓慢地移动到 Q 点，如图所示，力F 所做的功为( )A.mglcos B.F lsin C.mg l (1cos) D.F lc
10、os10.(2012昆明高一检测)如图所示，光滑水平面上，一物体以速度 v 向右做匀速直线运动，当物体运动到 P 点时，对它施加一水平向左的恒力。过一段时间，物体向反方向运动再次通过 P 点，则物体再次通过 P 点时的速率( )A.大于 v B.小于 v C.等于 v D.无法确定11.如图所示，物体在离斜面底端 5 m 处由静止开始下滑，然后滑到由小圆弧与斜面连接的水平面上，若物体与斜面及水平面间的动摩擦因数均为 0.4，斜面倾角为 37。求物体能在水平面上能滑行多远。答案解析1 【解析】选 A、B。动能是标量，由物体的质量和速率决定，与物体的运动方向无关。动能具有相对性，无特别说明，一般指
11、相对于地面的动能。只有 A、B 正确。2.【解析】选 D。重力对物体做正功，重力势能一定减小，动能的变化不确定，动能的改变看合外力做功，而不仅仅看重力做功，故选 D。3.【解析】选 C。由动能定理得，人对足球做的功等于足球动能的改变，有 221Wmv0.31 J5。4.【解析】选 B。整个过程中物体克服重力做功 W1mgh10 J，D正确。由动能定理知，合外力对物体做的功 WE k2E k12 J，B 错误，C 正确。手对物体做的功 W2WW 112 J，A 正确。5.【解析】选 D。由动能定理知人对物体做的功使物体增加了动能，显然 D 正确。6.【解析】选 B。设阻力做功为 Wf，根据动能定
12、理 mgh+Wf=22t01mv，解得 Wf=3 800 J，故选 B。7.【解析】设飞机受到的牵引力为 F，阻力 Ff=0.02mg=1.0103 N,由动能定理得 2f1Fmv0，l代入数据求得 F=1.9104 N。答案：1.910 4 N8.【解析】选 B。小明对足球做的功等于足球动能的改变 21mv,A 错，B 对;从 AB,由动能定理得 22B1mghv,所以足球在最高点 B 位置处的动能为 22B1v,C、D 错。9.【解题指南】解答本题应把握以下两点：(1)“缓慢”可认为小球动能不变。(2)分析小球受力，确定各力做功情况，由动能定理求解。【解析】选 C。小球的运动过程是很缓慢的
13、，因而任一时刻都可看做是平衡状态，因此 F 的大小不断变化，F 做的功是变力功。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WFmg l(1cos)0。所以 WFmg l(1cos)，故选 C。10.【解析】选 C。由于外力为恒力，因此由动能定理得2210mv,所以v=v，即物体返回 P 点时速率与 v 大小相等。故选 C。11.【解析】对物体在斜面上和水平面上分别受力分析如图所示，设物体到斜面底端时的速率为 v，物体下滑阶段1NF=mgcos37故 1f= 1=mgcos37由动能定理得mgsin37l1-mgcos37 l1= 2mv2-0设物体在水平面上前进的距离为 l22fF= 2N=mg
