高中物理人教版 (2019)必修 第二册第八章 机械能守恒定律3 动能和动能定理第一课时学案

8.3动能和动能定理（第一课时）

【学习目标】

1.理解动能的内涵，能用动能定理分析解释生产生活中的相关现象，解决一些相关的实际问题

2.能利用动能定理解决动力学问题和变力做功问题

3.能通过理论推导得出动能定理的内容。

【知识要点】

一、动能

1.定义：物体由于运动而具有的能量叫做动能。

2.表达式：

3.单位：焦（J）

4.说明：（1）动能是标量，只有大小没有方向。                                                                     

        （2）动能只有正值，没有负值。

        （3）动能是状态量，具有瞬时性。

        （4）动能具有相对性。

二、动能定理

1.合力对物体所做的功等于物体动能的变化：W＝Ek2－Ek1＝ΔEk.

①合力做正功，即W合＞０，Ek2＞Ek1 ，动能增大

②合力做负功，即W合＜０，Ek2＜Ek1 ，动能减小

2.动能定理的适用范围：

既适用于直线运动，也适用于曲线运动；既适用于恒力做功，也适用于变力做功；既适用于单个物体，也适用于多个物体；既适用于一个过程，也适用于整个过程。

【题型分类】

题型一、对动能定理的理解

【例1】关于动能的理解，下列说法错误的是(　　)

A．凡是运动的物体都具有动能

B．动能不变的物体，一定处于平衡状态

C．重力势能可以为负值，动能不可以为负值

D．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

【同类练习】

1.下列关于运动物体的合力做功和动能、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

题型二、动能定理的简单应用

【例2】如图所示，质量为2kg的物体在长4m的斜面顶端由静止下滑，然后进入由圆弧与斜面连接的水平面由斜面滑至平面时无能量损失，物体滑到斜面底端时的速度为，若物体与水平面的动摩擦因数为，斜面倾角为370，取．求：

（1）物体在斜面上滑动时摩擦力做的功；

（2）物体能在水平面上滑行的距离．

【同类练习】

1..如图所示，小滑块从高为h的斜面上的A点，由静止开始滑下，经B点在水平面上滑到C点而停止，现在要使小滑块由C点沿原路径回到A点时速度为0，那么必须给小滑块以多大的初速度？(设小滑块经过B点时无能量损失)

【成果巩固训练】

1．韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员。他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离,重力对他做功1 900 J,他克服阻力做功100 J。韩晓鹏在此过程中　(　　)

A.动能增加了1 900 J      B.动能增加了2 000 J

C.重力势能减小了1 900 J  D.重力势能减小了2 000 J

2.（多选）在平直公路上，汽车由静止开始做匀加速运动，当速度达到vm后立即关闭发动机直到停止，运动过程的v－t图像如图所示，设汽车的牵引力为F，所受摩擦力为f，全过程中牵引力做功W1，克服摩擦力做功W2，则(　　)

A．F∶f＝1∶4  B．F∶f＝4∶1

C．W1∶W2＝1∶1  D．W1∶W2＝1∶3

3．质量为2 kg的物体做直线运动，沿此直线作用于物体的外力与位移的关系如图所示，若物体的初速度为3 m/s，则其末速度为(  )

A．5 m/s B． m/s

C． m/s D． m/s

4.如图所示，一物体以6  J的初动能从A点沿AB圆弧下滑，滑到B点时动能仍为6 J，若物体以8 J的初动能从A点沿同一路线滑到B点，则物体到B点时的动能是(　　)

A．小于8 J B．等于8 J

C．大于8 J  D．不能确定

5．质量为m的物体从高为h的斜面顶端静止下滑，最后停在平面上，若该物体以v0的初速度从顶端下滑，最后仍停在平面上，如图甲所示。图乙为物体两次在平面上运动的v—t图，则物体在斜面上运动过程中克服摩擦力的功为

A．

B．

C．

D．

6．一架喷气式飞机，质量m＝5.0×103 kg，起飞过程中从静止开始运动．当位移达到x＝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)

7．如图所示，同一竖直平面内的光滑轨道，是由一斜直轨道和一段由细圆管弯成的圆形轨道连接而成，斜直轨道的底端与圆形轨道相切。圆形轨道半径为R（细圆管内径远小于R），A是圆形轨道的最低点，B是圆形轨道的最高点，O是圆形轨道的圆心。现有一质量为m的小球从斜直轨道上某处由静止开始下滑，进入细圆管内做圆周运动。忽略机械能损失，重力加速度用g表示。试求：

（1）若小球从距地面高2R处下滑，小球到达A点的速度大小；

（2）若小球到达B点时速度大小为，小球下落的高度应是圆形轨道半径的多少倍；

（3）若小球通过圆形轨道最高点B时，对管壁的压力大小为0.5mg，小球下落的高度应是圆形轨道半径R的多少倍。