高中物理 第七章 机械能守恒定律 7 动能和动能定理课件 高一物理课件

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备用(bèiyòng)习题
1．下面有关动能的说法正确的是( )
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，物体的
动能也不变 C．物体做自由落体运动时，重力做功，物体的动能 增加
W总＝Ek2－Ek1
4．求解方程，分析结果(解出需要的值，在适当的情况下做些必要的讨论)．
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例 3 如图 7－7－1 所示，某人将质量为 m 的石块从距地面 h 高处斜向上抛出，石
块抛出时的速度大小为 v0，不计空气阻力，石块落地时的动能为( )
例2 一辆汽车以v1＝6 m/s的速度沿 水平(shuǐpíng)路面行驶时，急刹车 后能滑行x1＝3.6 m，如果以v2＝8 m/s的速度行驶，在同样路面上急 刹车后滑行的距离x2应为( ) A．6.4 m B．5.6 m C．7.2 m D．10.8 m
[答案(dá àn)] A
[解析] 方法一：急刹车后，汽车做匀减速运动，末 速度为零，且两种情况下加速度大小是相同的，由 运动学公式可得 －v21＝－2ax1 －v22＝－2ax2
1 －Fx2＝0－2mv22
x2 v22 两式相比得x1＝v21
v22 8 故得汽车滑行距离 x2＝v21x1＝62×3.6 m＝6.4 m.
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考点(kǎo diǎn)三
动能定理的基本计算
[想一想] 在同一高度以相同的速率将手中的小球以上抛、下抛、平抛三种(sān zhǒnɡ)不同方式抛出，落地时
小球的速度、动能是否相同？
[要点总结]动能定理的应用步骤
1．明确研究对象及所研究的物理过程．
2．对研究对象进行受力分析，并确定各力所做的功，求出这些力做功的________．
代数和
3．确定始、末态的动能(未知量用符号表示)，根据动能定理列出方程______________
(注意方程的左边是总功，方程的右边是动能的变化)．
牛顿第二定律 ___合__外_力__与__加__速__度__的关系
F＝___m__a___ 力的瞬间作用效果
需要考虑 恒力问题
动能定理 _合__外__力__的_功______与__动__能__变__化____的关系
W＝_E_k2_－__E_k_1_ 力对空间的累积效果
不必考虑 恒力或变力问题
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7 动能 和动能 定理 (dòngnéng)
(dòngnéng)
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教学(jiāo xué)目标
1．知道动能的单位、符号和表达式，会根据动能的表达式计算运动(yùndòng)物体的动能．
2．能从牛顿第二定律和运动学公式导出动能定理，理解动能定理的物理意义及应用动能定理的优越性． 3．理解做功的过程就是能量转化或转移的过程，会用动能定理处理单个物体的有关问题．
学习(xuéxí)互动
考点一
对动能(dòngnéng)的理解
[想一想] 动能可能(kěnéng)为负值吗？ [要点总结]1．动能是标量，只有________大而小没有________，方动向能没有负值，与物体的速度方向无关．
2．动能是________，具有瞬时性，物体在某一状态的动能由物体的________和该状态下物体的
因素有关？ 生：应该与物体的质量和速度有关．
我们现在通过实验粗略验证一下物体的动能与物体的质量和速度有什么样的关系．
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新课导入
师：让质量不同的滑块从同一高度滑下，可以看到什么现象？
生：让质量不同的滑块从同一高度滑下，可以看到：质量大的滑块把木块推得远，对木块做的功多．
新课导入
师：那么把这个问题总结一下，得出(dé chū)的结论是什么呢？ (实验演示或举例说明)
让滑块A从光滑的导轨上滑下，与静止的木块相碰，推动木块做功．
师：让同一滑块从不同的高度滑下，可以看到什么现象？
生：让同一滑块从不同的高度滑下，可以看到：高度大时滑块把木块推得远，对木块做的功多． 师：说明什么问题？
生：高度越大，滑到底端时速度越大，在质量相同的情况下，速度越大，对外做功的本领越强， 说明物体由于运动而具有的能量越多．
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新课导入
【导入二】 【板书】一、动能
提问：在初中我们学过动能的初步知识，那么什么是物体的动能？ 【板书】1.定义：物体由于运动而具有的能量叫动能．
(biànhuà)
D．动能不变的物体一定处于平衡状
态
是矢量，当速度大小不变而方向变化时，动能不变，但 动能变化时，速度大小一定改变，选项 C 正确；物体 做匀速圆周运动时，其动能不变，但物体却处于非平衡
状态，选项 D 错误．
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[点评] 注意速度是矢量(shǐliàng)而动能是标量．
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重点难点
【重点】
动能定理及其应用．
【难点(nádiǎn)】 对动能定理的理解和应用．
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教学(jiāo xué)建议
本节在讲述动能和动能定理时，没有把二者分开讲述，而是以功能关系为线索，同时引入了动能的定义 (dìngyì)式和动能定理，这样叙述，思路简明，能充分体现功能关系这一线索，同时考虑到初中已经学过 动能的概念，这样叙述，学生容易接受．通过本节的学习，应使学生理解动能定理的推导过程．清楚动 能定理的适用条件，通过对比分析使学生体会到应用动能定理解题较牛顿运动定律与运动学公式解题的 不同点：即运用动能定理解题由于不涉及物体运动过程中的加速度和时间，因此用它来处理问题有时比 较方便.
根据牛顿第二定律：F＝ma ……①
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根据运动学公式：v22－v21＝2al…② 外力 F 做功：W＝Fl…………③
1
1
由①②③得：W＝2mv22－2mv21
思考：外力做功引起了什么量的变化？
1
1
归纳：外力 F 所做的功等于“2mv2”这个物理量的变化，所以在物理学中就用“2mv2”
A．mgh
1 B.2mv20
1
1
C.2mv20－mgh D.2mv20＋mgh
图7－7－1
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[答案(dá àn)] D 1
[解析] 设石块落地时的动能为 Ek，由动能定理得：mgh＝Ek－2mv20，所以 Ek＝mgh＋ 1 2mv20，D 项正确．
图7－7－2
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[答案(dá àn)] 16 J [解析] 设小物块在由A运动(yùndòng)至B过程中克服摩擦力做功为W，对小物块由A运动至C过程运用
动能定理得
mgR－W－μmgR＝0 解得W＝mgR(1－μ)＝16 J.
[点评] 应用动能定理解题时，在分析过程的基础上，不必探究物体运动过程中状态变化的细节， 只需要考虑整个过程中各个力做的总功及物体的初动能和末动能．
()
[解析] 物体由于运动而具有的能叫作动能，选项 A 正
A．凡是运动的物体都具有动能
B．动能没有负值 C．质量一定的物体，动能变化(biànhuà)
1 确；由 Ek＝2mv2 知，Ek≥0，选项 B 正确；由于速度
时，速度一定变化(biànhuà)，但速度变 化(biànhuà)时，动能不一定变化
师：说明什么问题？ 生：从相同的高度滑下，具有的末速度是相同的(可在物体后面连接纸带通过打点计时器验证)，之所以对外做功 的本领不同，是因为物体的质量不同，在速度相同的情况下，质量越大，物体对外做功的能力越强，也就是 说物体由于运动(yùndòng)而具有的能量越多．
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新课导入
过渡：上一节课我们研究了做功和物体速度变化的关系，两者之间有什么关系？
提问：那么比例(bǐlì)系数为多少呢？如何去确定呢？
设计情景：如图所示，某物体的质量为m，在与运动方向相同的恒力F的作用下发生一段位移l，速度由v1增
加到v2.求做功和速度变化的关系．
选择学生的答案，投影学生的解答过程，归纳，总结．
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1 例 4 如图 7－7－2 所示，用同样材料制成的一个轨道，AB 段为4圆弧，半径为 R＝2 m，
水平放置的 BC 段长度也为 R，一小物块质量为 m＝1 kg，
与轨道间动摩擦因数为 μ＝0.2，当它从轨道顶端 A 由静止
下滑时，恰好运动到 C 点静止，求小物块在 AB 段克服摩 擦力所做的功．(g 取 10 m/s2)
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考点二
对动能定理(dònɡ nénɡ dìnɡ lǐ)的理解
[想一想] 动能定理(dònɡ nénɡ dìnɡ lǐ)适用于变力做功问题吗？ [要点总结]1．牛顿第二定律和动能定理的比较
比较项目 研究关系 公式形式 力的效果 过程细节 适用情况
________共同决定状．态量
质量
3．物体的动能速具度有相对性，由于对不同的参考系，同一物体的瞬时速度有不同值，所以在同一状态下物体
的动能也有不同值．一般地，如果没有特别说明，物体的动能均是相对于________的．
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地面
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例1 关于动能，下列说法错误的是 [答案(dá àn)] D
x1 v21 两式相比得x2＝v22
v22 8 故汽车滑行距离 x2＝v21x1＝62×3.6 m＝6.4 m.
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方法二：急刹车后，车只受摩擦阻力的作用，且两种情况下摩擦力大小是相同的，汽车的 末速度皆为零．
1 设摩擦阻力为 F，据动能定理得－Fx1＝0－2mv21
这个量表示物体的动能.
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知识(zhī shi)必备
知识点一
动能(dòngnéng)
1．定义：物体由于____运_动___而具有( jùyǒu)的能量叫作动能．
1 2．表达式：Ek＝____2__m__．v2
3．标量性：动能是______标__量，且没有_______负_，值与运动方向________． 无关
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学习(xuéxí)互动
2.选用原则：动能定理是根据牛顿第二定律 F＝ma 和运动学公式 v2－v20＝2ax 推导出来 的，但其应用范围更广泛．凡涉及力的空间累积而不涉及时间的问题，利用动能定理优 于使用牛顿第二定律．
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学习(xuéxí)互动
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新课导入
【导入一】 师：在前几节我们学过，当力对一个物体做功的时候一定(yīdìng)对应于某种能量形式的变化，例如重力 做功对应于重力势能的变化，弹簧弹力做功对应于弹簧弹性势能的变化，本节来探究寻找动能的表达
式．在本章“1.追寻守恒量”中，已经知道物体由于运动而具有的能叫作动能，大家先猜想一下动能与什么
4．相对性：动能具有相对性，参考系不同，动能就不同，一般选________地为面参考系．
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知识(zhī shi)必备
知识点二
动能定理(dònɡ nénɡ dìnɡ lǐ)
动能的变化
1．内容：力在一个过程1中对物体1所做的功等于物体在这个(zhè ge)过程中_____________． 2mv22－2mv21
提问：物体的动能大小和哪些因素有关呢？你有什么方法可以证明？
引导学生重复初中所做的滑块撞击木块的实验．
归纳：物体能够(nénggòu)对外做功的本领越大，物体的能量就越大，实验中滑块的质量和速度越大， 对外做功的本领越大，说明动能和物体的质量和速度有关．
提问：那么，到底如何定量地表示动能呢？
Hale Waihona Puke 2021/12/122合．力表做达的式功：W＝____________________．如果物体同时受到几个力的作用，则W为_____________．
3．动能定理既适用于恒力做功的情况，也适用于___________做功的变情力况；既适用于直线运动，也适用于
___________运动．
曲线
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