人教版高中物理必修二动能和动能定理学案
高一物理必修二7.7动能和动能定理学案
7.7 动能和动能定理(预习学案)班级姓名【学习目标】1.知道动能的概念、符号单位、表达式和性质.2.会根据动能表达式计算运动物体的动能.3.写出动能定理的表达式,理解动能定理的物理意义.4.知道动能定理也可用于变力做功和曲线运动的情景.5.会用动能定理解决单个物体的有关问题.【重点难点】1.能从牛顿第二定律和运动学公式导出动能定理.2.运用动能定理求变力所做的功.【学习过程】一、动能(1)探究:上节课我们通过实验猜测出功与速度变化的关系,那么,我们能否从理论上研究做功与物体速度变化的关系呢?由动力学知识可知,力产生_________,从而使物体的______发生变化。
因此可通过所学规律来研究做功与物体速度变化的关系?(2)问题1:教材上说“1/2mv2”很可能是一个具有特殊意义的物理量,为什么这样说?通过上节课的探究,是否也印证了你的观点?问题2:动能的定义是什么?表达式是什么?单位?性质如何?(3)学以致用1、两个物体相比,速度大的物体一定动能大吗?2、质量是10g,以1000m/s的速度飞行的子弹,与质量是50kg、以10m/s的速度奔跑的运动员,二者相比哪个动能大?3、1970年我国发射的第一颗人造地球卫星,质量约为170kg,运动速度为约7km/s,它的动能是多大?4、关于物体的动能,下列说法中正确的是()A.一个物体的动能可能小于零B.一个物体的动能与参考系的选取无关C.动能相同的物体的速度一定相同D.两质量相同的物体,若动能相同,其速度不一定相同二、动能定理(1)探究:1、动能定理内容:2、动能定理的表达式及式中各物理量的含义:3、动能定理的适用范围:(2)问题:1、如果物体受到几个力的作用,动能定理中的W表示什么意义?2、我们是在物体受恒力作用且作直线运动的情况下推出的。
动能定理是否可以应用于变力作功或物体作曲线运动的情况,该怎样理解?你有这样的经验吗?动能定理的适用范围是什么?(3)学以致用1、课本P73例1、用牛顿第二定律和动能定理两种方法解题(注意步骤的规范性)2、课本P73例2、用牛顿第二定律和动能定理两种方法解题(注意步骤的规范性)(4)小结反思1、用动能定理解题的要点、步骤:2、应用动能定理解题的优越性:a、动能定理不涉及运动过程中的_______和______,用它来处理问题要比牛顿定律方便.b、用动能定理解题,必须明确初_____动能,要分析_______及外力做的________.c、要注意:当合力对物体做正功时,末动能大于初动能,动能___;当合力对物体做负功时,末动能小于初动能,动能______。
人教版高中物理必修2-7.7《动能和动能定理》导学案
动能和动能定理1.知道动能的符号、单位和表达式,会根据动能定理的表达式计算运动物体的动能。
2.能从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.领会运用动能定理解题的优越性,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。
4.知道动能定理也可用于变力做功与曲线运动的情景,能用动能定理计算变力所做的功。
★自主学习1.动能:物体由于_______________而具有的能量叫动能,表达式______________。
2.动能是_________(状态、过程)量也是_______(标、矢)量。
3.动能定理内容:______________________________。
表达式:___________________________。
★新知探究一、动能表达式1.推导课本P18图7.7-1中物体发生一段位移l时(1)力F对物体所做功的大小。
(2)物体的速度与位移的关系。
2.由上述1中的推导,总结W与v1、v2的关系,由此我们能得出一个什么结论?3.我们怎样根据上述结论引入“动能”这一概念,其具体含义和表达式是什么?单位是什么?二.动能定理1.内容.2.表达式及各字母的物理意义.3.怎样理解“力在一个过程中对物体所做的功”应为合力做的功?4.动能定理的适用范围是什么?★例题精析【例题1】假设汽车紧急刹车制动后所受阻力的大小与汽车所受重力的大小差不多,当汽车以20m/s的速度行驶时,突然制动,它还能继续滑行的距离约为多少?(g取10m/s2)解析:【训练1】一辆汽车以v1=6m/s的速度沿水平面行驶时,急刹车后能滑行l1=3.6m 如果以v2=8m/s的速度行驶,在同样的路面上急刹车后滑行的距离l2应为()A.6.4m B. 5.6mC. 7.2mD.10.8 m【例题2】一物体在离斜面底端5m处从斜面上由静止下滑,然后滑上由小圆弧与斜面连接的水平面上,若物体与斜面及水平面的动摩擦因数均为0.4,斜面的倾角为37°,求物体能在水平面上滑行多远?解析:。
高中物理动能和动能定理课程教案人教版人教版必修2
七、动能和动能定理
一、教学目标
1.知识和技能:
⑴理解动能的概念,会用动能的定义式进行计算;
⑵理解动能定理及其推导过程;
⑶知道动能定理的适用条件,会用动能定理进行计算。
2.过程和方法:
⑴体验实验与理论探索相结合的探究过程。
⑵培养学生演绎推理的能力。
⑶培养学生的创造能力和创造性思维。
3.情感、态度和价值观:
⑴激发学生对物理问题进行理论探究的兴趣。
⑵激发学生用不同方法处理同一问题的兴趣,会选择用最优的方法处理问题。
二、设计思路
动能定理是力学中一条重要规律,它反映了外力对物体所做的总功跟物体动能改变的关系,动能定理贯穿在本章以后的内容中,是本章的教学重点。
学习掌握它,对解决力学问题,尤其是变力做功,时间未知情况下的问题有很大的方便。
本课教学设计的过程为:
由于本节内容较多又很重要,建议安排一节习题课,以达到良好的效果。
三、教学重点、难点
1.重点:⑴动能概念的理解;⑵动能定理及其应用。
2.难点:对动能定理的理解。
四、教学资源
斜面、质量不同的滑块、木块等。
高一物理必修二动能和动能定理导学案
编号:gswhwlbx2----008文华高中高一物理必修2《动能和动能定理》导学案编制人:刘娇娇审核人:吴军云班级:组名:学生姓名:学习目标1.理解动能的概念,会根据动能的表达式计算运动物体的动能。
2.能从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.·4.知道动能定理也可用于变力做功和曲线运动的情景.5.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重难点1.能从牛顿第二定律和运动学公式导出动能定理。
2.理解做功的过程就是能量转化或转移的过程,会用动能定理处理有关问题。
学习方法阅读法,谈论法知识链接#1.牛顿第二定律的表达式F合=2.运动学中,速度—位移关系式为:V2-V20=3.总功W合的求法:方法一:W合=方法二:W合=4.功是的量度,一种力做功对应一种形式能量的变化。
学习过程要点一动能1、动能的定义:物体由于而具有的能量,叫做动能。
】表达式:质量为m的物体,以速度V运动时的动能的表达式为E K= ,动能是量,其单位是:____ ___。
思考:两个物体相比,速度大的物体一定动能大吗为什么例1.质量是10g,以1000m/s的速度飞行的子弹,与质量是50kg、以10m/s的速度奔跑的运动员,其动能分别是多大要点二动能定理@1、外力做功与物体速度的关系:如图所示,在光滑的水平面上,一质量为m,初速度为V1的物体在水平拉力F的作用下,发生了一段位移l,末速度为V2,试推导力F做功W与V1、V2的关系:2、动能定理内容:3、表达式:_________/其中,W表示做的功,E k1表示,E k2表示说明:①动能是状态量,与物体的运动状态有关,在动能的表达式中,v应为对应时刻的瞬时速度;②动能是标量,动能与功一样,只有大小,没有方向,是标量。
而且动能的数值始终大于零,不可能取负值;③动能定理也可以用于变力做功与曲线运动。
思考:1.当合力对物体做正功时,物体动能如何变化2.当合力对物体做负功时,物体动能如何变化《例1.关于做功和物体动能变化的关系,正确的是()A.只要动力对物体做功,物体的动能就增加B.只要物体克服阻力做功,它的动能就减少C.外力对物体做功的代数和等于物体的末动能与初动能之差D.动力和阻力都对物体做功,物体的动能一定变化例2. A、B两物体放在光滑的水平面上,分别在相同的水平恒力作用下,由静止开始通过相同的位移,若A的质量大于B的质量,则在这一过程中:()'A、A获得的动能大B、B获得的动能大C、A、B获得的动能一样大D、无法比较谁获得的动能大三.几种类型的力做功的情况类型1:求恒力做功问题光滑水平桌面上有一物体在一水平恒力F作用下,速度由零增加到v和由v增加到2 v两阶段水平恒力F所做的功分别为W1和W2,则W1:W2为()A.1:1 B.1:2 C.1:3 D.1:4类型2:求变力做功问题]质量为20g的子弹,以300m/s的速度水平射入厚度是10mm的钢板,射穿后的速度是100m/s,子弹受到的平均阻力是多大类型3:求瞬间力做功问题在20m高处,某人将2kg的铅球以15m/s的速度(水平)抛出,那么此人对铅球做的功是多少|类型4:求两个过程问题在平直的公路上汽车由静止开始做匀加速运动,当速度达v1后立即关闭发动机让其滑行,直至停止,其v-t图像如图所示.设运动的全过程中汽车牵引力做的功为W1,克服摩擦力.做的功为W2,那么W1 : W2应为( )A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.1∶4四.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)明确物体在过程的始末状态的动能E k1和E k2.(4)列出动能定理的方程W 合=E k2-E k1及其他必要的解题方程,进行求解.例.质量为的物体,原来以速度为2m/s 做匀速运动,受到一个与运动方向相同的4N 的力的作用,发生的位移为2m ,物体的末动能是多大@文华高中高一物理必修2《动能和动能定理》节节过关达标检测1、下列关于运动物体所受的合外力、合外力做功和动能变化的关系,正确的是( )A .如果物体所受的合外力为零,那么,合外力对物体做的功一定为零B .如果合外力对物体所做的功为零,则合外力一定为零C .物体在合外力作用下作变速运动,动能一定变化D .物体的动能不变,所受的合外力必定为零2、质量为m 的跳水运动员,从离地面高h 的跳台上以速度v 1斜向上跳起,跳起高度离跳台为H ,最后以速度v 2进入水中,不计空气阻力,则运动员起跳时所做的功( ) ~A. 1212mvB. mgHC. mgH mgh + D . 1212mv mgh +3、质量为m 的小车在水平恒力F 推动下,从山坡(粗糙)底部A 处由静止起运动至高为h 的坡顶B ,获得速度为v ,AB 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mghB .合外力对小车做的功是12mv 2C .推力对小车做的功是12mv 2+mghD .阻力对小车做的功是12mv 2+mgh -Fx4、 一子弹以速度v 飞行恰好射穿一块铜板,若子弹的速度是原来的3倍,则可射穿过上述铜板的数目为( )A. 3块B. 6块C. 9块D. 12块5、质量为m=3kg 的物体与水平地面之间的动摩擦因数μ=,在水平恒力F=9N 作用下起动,当物体运动X 1=8m 时撤去推力F ,问:物体还能滑多远(g =10m/s 2)、6、如图所示,将质量m=2kg 的一块石头从离地面H=2m 高处由静止开始释放,落入泥潭并陷入泥中h=5cm 深处,不计空气阻力,求泥对石头的平均阻力。
学案:动能、动能定理.doc
不同重物下落相同高度下落€) O纸片学案:第四节动能动能定理【学习目标】1. 通过学案导学探究动能的具体表达式2. 通过实验验证合外力做功与动能变化的关系(动能定理)。
【学习重点、难点】1. 通过类比,用得到重力势能的方法来探究运动物体动能的具体表达式。
2. 设计实验验证合外力做功与动能变化的关系(动能定理)。
【学习过程】 •学习准备1. 回顾初中所学动能的概念,动能的大小与哪些物理量有关?2. 复习重力势能是怎么得出来的。
3. 复习“探究物体加速度与合外力、质量的关系”的实验。
4. 准备铅笔、刻度尺、等学习用具。
•学习过程 I [知识回顾』1. 运动的物体具有动能,动能的大小与哪些物理量有关呢?2. 做功的过程就是能量转化的过程。
重力势能是如何推导出来的。
K 探究过程』提出问题:前面我们通过重力做功找到了重力势能及其具体表达式,那我们又如何来寻找动能的 具体表达式呢?一、【理论探究】动能的具体表达式?活动1:相同重物下落不同高度下落【猜想】动能的具体表达式是什么呢?【提出方法】(学生分组讨论)如何寻找动能的具体表达式呢? 我的思路是:【得出结论】动能的具体表达式: 【我对动能的理解】 活动2:(分组抽签,抢答) 1. 动能是矢量还是标量? 2. 动能的单位是什么?1 ,3.动能一mv2可以用什么符号表示?24.动能Ek是一个状态量还是一个过程量?5.A Ek表示什么意思?6.合外力F做的功与物体动能的变化那个大?那个小?二、【实验验证】恒定外力做功与动能变化的关系(母=?所讨-『")活动3:【提出问题】我思考:用怎样的方法来验证这个规律是否正确呢?(我们分组讨论)【提出实验方案】(我们分组汇报)1:实验目的2:需要测定哪些物理量?怎么测定?3:需要注意哪些问题活动4:【实验过程】(我们小组分工合作实验)《研究合外力做功和动能变化的关系》实验探究记录表【我的理解】1.F可以代表物体所受的合力吗?2.F可以代表变力吗?即:动能定理是否可以适用于变力做功?K规律的简单应用』活动5:例:我国自制战斗机在航母上成功起降,标志着我国取得了一个新的军事里程碑。
人教版高中物理必修2 7.7动能和动能定理学案
动能和动能定理一、学习目标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运动物体的动能。
2.能从牛顿第二定律与运动学公式导出动能定理。
3.领会运用动能定理解题的优越性,会用动能定理处理单个物体的有关问题。
4.能用动能定理计算变力所做的功。
二、重点、难点重点:动能的概念。
难点:动能定理计算物体做功的问题。
三、学习方法自主探究、交流讨论、自主归纳四、学习过程(一)学习要点1.知道动能的定义式,会用动能的定义式进行计算。
2.掌握动能定理推导过程,理解动能定理的物理意义。
问题情景1:一架飞机在牵引力的作用下(不计阻力),在起飞跑道上加速运动,速度越来越大,问:①飞机的动能如何变化?为什么?②飞机的动能变化的原因是什么?③牵引力对飞机所做的功与飞机动能的变化之间有什么关系?问题情景2:如图所示,一个物体的质量为m,初速度为v1,在与运动方向相同的恒力F(不计摩擦阻力)的作用下发生一段位移l,速度增大到v2,则:①力F对物体所做的功多大?②物体的加速度多大?③物体的初速、末速、位移之间有什么关系?④结合上述三式你能综合推导得到什么样的式子?解析:①力对物体做的功为:W=。
②根据牛顿第二定律有。
③根据运动学公式有。
④W===。
分析概括:合力F所做的功等于这个物理量的变化,又据功能关系,F所做的功等于物体的变化,所以在物理学中就用这个量表示物体的动能。
(二)知识概括动能:1.定义式:,文字表达:动能等于物体与物体的二次方的乘积的。
2.单位:。
动能定理:1.内容:。
2.表达式:。
五、随堂检测1.运动员用200N的力踢足球,把质量是0.4kg的球以60m/s的初速度踢出50m远,那么运动员对球所做的功是多少?2.下列关于运动物体所受的合力、合力的功、运动物体动能的变化的说法,正确的是()A.运动物体所受的合力不为零,合力必做功,物体的动能一定要变化B.运动物体所受的合力为零,则物体的动能一定不变C.运动物体的动能保持不变,则该物体所受合力一定为零D.运动物体所受合力不为零,则该物体一定做变速运动3.如图所示,一物体质量为m从倾角为θ长为L的光滑斜面顶端滑下,问物体到达斜面底端的速度为多少?六、课后练习与提高1.质量为0.5kg的物体,原来以速度为2m/s做匀速运动,受到一个与运动方向相同的4N的力的作用,发生的位移为2m,物体的末动能是多大?2.以l0m/s的初速度运动的石块,在水平冰面上滑行100m后停下,若g取10m/s2,则冰面与石块之间的动摩擦因数是多少?3.如果一个小孩拉弓所做的功是250J,箭的质量是0.2kg,那么放开弓弦后,箭射出时的动能是多大的?箭的速度是多大?4.某物体放在一倾角为θ的斜面上,向下轻轻一推,它刚好能匀速下滑。
(学案)动能和动能定理
动能和动能定理【学习目标】1.理解什么是动能;2.知道动能的定义式,会用动能的定义式进行计算;3.理解动能定理及其推导过程,知道动能定理的适用范围;4.巩固用打点计时器打下的纸带计算物体运动的即时速度;5.学习利用物理图象探究功与物体动能变化的关系。
【学习重点】动能定理及其应用。
【学习难点】对动能定理的理解和应用。
【学习过程】一、动能1.物理学中___________________________________________________叫动能。
2.动能的大小跟运动物体的___________、___________有关。
物体的_________越大,____________越大,动能就_________。
3.(1)在物理学中,物体的动能表示为:_________________。
(2)动能是_________________量,是状态量。
(3)动能的单位:与功的单位相同,在国际制中都是_________________。
例题1:关于对动能的理解,下列说法不正确的是()A.凡是运动的物体都具有动能B.动能总为正值C.一定质量的物体,动能变化时,速度一定变化D.一定质量的物体,速度变化时,动能一定变化例题2:质量为1kg的物体,自由下落2s,重力做功为__________,2s末物体的动能为__________。
(g取10m/s2)。
二、恒力做功与动能改变的关系问题1:若外力对物体做功,该物体的动能总会增加吗?如果物体对外做功,该物体的动能总会减少吗?做功与动能的改变之间究竟有什么关系呢?问题7:为什么会有误差,怎样才能减小误差?本实验是否还有其他的设计?三、动能定理1.动能定理的内容:___________________________________________________。
2.公式:W=________________或W=___________其中E k2表示一个过程的末动能12mv22,E k1表示一个过程的初动能12mv12。
人教版高中物理必修2动能和动能定理教案
5.7动能和动能定理一、教学目标1、知识与技能(1)知道动能的定义式,能用动能的定义式计算物体的动能。
(2)理解动能定理反映了力对物体做功与物体动能的变化之间的关系。
(3)能够理解动能定理的推导过程,知道动能定理的适用条件。
(4)能够应用动能定理解决简单的实际问题.2、过程与方法(1)运用归纳推导方式推导动能定理的表达式.(2)通过动能定理的推导理解理论探究的方法及其科学思维的重要意义。
(3)通过对实际问题的分析,对比牛顿运动定律,掌握运用动能定理分析解决问题的方法及其特点.3、情感、态度与价值观(1)通过动能定理的归纳推导培养学生对科学研究的兴趣。
(2)通过对动能定理的应用感悟量变(过程的积累)与质变(状态的改变)的哲学关系。
二、教学重点1、动能的概念。
2、动能定理的推导和理解三、教学难点动能定理的理解和应用四、课堂教学设计(一)、教师展示本节课的学习目标:1.在上节探究《功与物体速度变化的关系》的基础上进一步定量地确定物体的动能的表达式。
2.进一步探究,力对物体做的功与物体动能有什么关系,既运用归纳推导方式推导动能定理的表达式.3.通过动能定理的推导理解理论探究的方法及其科学思维的重要意义。
4.通过对实际问题的分析,对比牛顿运动定律,掌握运用动能定理分析解决问题的方法及其特点.5.通过对动能定理的应用感悟量变(过程的积累)与质变(状态的改变)的哲学关系。
(二)、创设物理情境,引发学生思考,引导学生自主学习。
1.对“动能”的初步认识。
教师启发:追寻守恒量中,已经知道物体由于运动而具有的能叫动能,大家先猜想一下动能与什么因素有关?学生代表回答:应该与物体的质量与速度有关。
教师启发:你能通过实验粗略验证一下你的猜想吗?(物体的动能与物体的质量和速度有什么关系)。
可能的方案1:让滑块从光滑的导轨上滑下与静止的木块相碰,推动木块做功。
实验过程:①让同一滑块从不同的高度滑下;②让质量不同的滑块从同一高度滑下。
高中物理必修二教案-7.7动能和动能定理46-人教版
《动能和动能定理》学案学案主题:7、动能和动能定理目标确定的依据教学重点和难点①重点:动能及动能定理的推导。
②难点:动能定理的具体应用。
二、动能定理三、应用合外力对物体所做的功等于物体动能的变化。
2、公式:3、说明⑴W表示合力的功,也表示外力所做总功。
⑵E k1、E k2分别表示物体在初、末状态的动能。
⑶当合外力对物体做正功时,W>0,E k2>E k1,动能增加;当合外力对物体做负功时,W<0,E k2<E k1,动能减小。
例题1:汽车在水平的高速公路上做匀加速直线运动,通过100m 的距离后,速度由10m/s 增加到30m/s,汽车的质量为2×103kg,汽车前进时所受的阻力为车重的0.2倍,求汽车牵引力的大小。
分析:⒈汽车初速度多少,末速度多少?⒉汽车受哪几个力,方向如何?这几个力是否都做功?⒊能否采用动能定理求解求解?思考讨论:1 当力对物体做正功时,物体动能如何变化?2 当力对物体做负功时,物体动能如何变化?学生分组讨论:力做正功,物体动能增大,力做负功,物体动能减少。
1.汽车初速度为10m/s,末速度为30m/s2.汽车受重力G、支持力FN、牵引力F 和阻力f,其中W G=0,W F N=0,W F=FL,W f=-kmgL.解法一:汽车受到重力G、支持力F N、牵引力F 和阻力f 作用,这四个力做的功分别为W G=0,W F N=0,W F=FL,W f=-kmgL.据动能定理得:代入数据得:F=1.2×104N1.汽车初速度为10m/s,末速度为30m/s2.汽车受重力G、支持力FN、牵引力F 和阻力f,其中W G=0,W F N=0,W F=FL,W f=-kmgL.引导学生分析题意,并用动能定理进行求解。
21222121mvmvW-=21222121mvmvkmgLFL-=-解法二:设汽车做匀加速直线运动,受到重力、支持力、牵引力、阻力作用。
人教版高中物理必修二 动能和动能定理学案
动能和动能定理学习目标核心凝炼 1.使学生进一步理解动能的概念,掌握动能的计算公式。
1个概念——动能 1个定理——动能定理2.会推导动能定理的表达式。
3.理解动能定理的确切含义,能应用动能定理解决实际问题。
一、动能 [观图助学]如图所示,是古代战争中攻击城门的战车,战车上装有一根质量很大的圆木,有很多士兵推着以很大的速度撞击城门,轻而易举地将城门撞破。
圆木的质量很大,速度很大时,是为了增加圆木的什么能?人用铁锤打击石头时为什么要用质量较大的铁锤,还要高高抡起来?这样可以增大铁锤打击石头时的什么能? 1.定义物体由于运动而具有的能量。
2.表达式 E k =12m v 2。
3.单位与功的单位相同,国际单位为焦耳。
1 J=1 kg·m2·s-2。
4.物理量特点(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,E k≥0。
[理解概念]判断下列说法是否正确。
(1)两个物体中,速度大的动能也大。
(×)(2)某物体的速度加倍,它的动能也加倍。
(×)(3)物体的速度发生变化,其动能一定发生变化。
(×)(4)做匀速圆周运动的物体的动能保持不变。
(√)二、动能定理[观图助学]2018年5月13日,我国002航母开始第一次海试,如图甲所示。
歼-15战机是我国自主研发的第一款舰载战斗机,已经实现了在“辽宁舰”上各种训练,形成战斗力,如图乙所示为正在起飞的歼-15战机:(1)歼-15战机起飞时,合力做什么功?速度怎么变化?动能怎么变化?(2)歼-15战机着舰时,阻拦索对战斗机做什么功?战斗机的动能怎么变化?1.推导:如图所示,物体的质量为m,在与运动方向相同的恒力F的作用下发生了一段位移l,速度由v1增加到v2,此过程力F做的功为W。
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动能的变化。
高中物理7.7动能和动能定理教案新人教版必修2
问题 2:当合力对物体做负功时,物体动能如何变化
?
(当合力对物体做负功时,末动能小于初动能,动能减少)
5.动能定理的适用条件
当物体受变力作用, 或做曲线运动时, 我们仍可采用过去的方法, 把过程分解成许多小 段,认为物体在每小段运动中受到的是恒力,运动的轨迹是直线,这样也能得到动能定理。
所以, 动能定理既适合于恒力做功, 也适合于变力做功, 既适用于直线运动,也适用于 曲线运动。
1.合外力所做的功等于物体动能的变化
2. W
EK2
E K1或 W
1 m
2 2
1 m
2 1
2
2
3
①确定研究对象及运动过程
②受力分析,并确定各个力所做的功
③明确初、末状态的动能
④列方程求解,对结果进行必要的讨论说明
用心
爱心
专心
4
处,若在 A处的速度为 A , B处速度为 B ,则 AB的水平距离为多大?
可先让学生用牛顿定律考虑,遇到困难后,再指导使用
动
能定理.
解: A到 B 过程中,物体受水平恒力 F,支持力 FN和重力 mg
的
作用.三个力做功分别为 Fs, 0 和 - mg( h2- h1) ,所以动能定
理
写为: Fs mg h2 h1
1 173
2
2
②课本第 21 页“问题与练习”第 1 题
7.2
10 3
2
J= 4.48
× 109J
三.动能定理
1.若用 Ek 来表示物体的动能,那么刚才得到的表达式可以改写为:
W= Ek2- Ek1
2.学生叙述上式中各个字母所表示的物理量:
W 表示 合力对物体所做的功;
8.3动能与动能定理—人教版(2019) 高中物理必修第二册学案
高一 必修二 物理导学案课题:动能与动能定理【学习目标】1. 理解动能的概念,会用动能的定义式进行计算。
2. 理解动能定理及动能定理的推导过程。
3. 知道动能定理的适用条件,知道动能定理解题的步骤。
4. 会用动能定理解决有关的力学问题。
知道用动能定理处理问题的优点。
【学习重点】1.对动能定理的理解2.运用动能定理分析解决实际应用问题【学习过程】在本章第一节,我们已经知道:物体 因为运动所具有的的能量 叫做动能,在第六节通过力对物体做功与物体速度变化的关系,即w∝2v 。
根据功与能量变化变化关系,能推出动能的表达式吗? 问题1:设物体的质量为m ,在与运动方向相同的恒定外力F 的作用下发生一段位移L ,不计滑动摩擦力,速度由V l 增大到V 2,如图所示,试用牛顿运动定律和运动学公式,推导出力F 对物体做功的表达式。
(独立完成推导过程)(一)动能(1)定义: 物体由于运动所具有的能量 。
(2)表达式: E k =12m v 2 (3)单位:动能的单位和所有能量的单位一样,都是 焦耳 ,符号 J 。
注: 能量都是标量,动能是___标量____,只有大小,没有方向,且只有____正值_m mF F 1υ2υl②动能具有瞬时性,某一时刻的速度确定了,动能就确定了。
③动能具有相对性,因为速度是相对于某一参考系的,对于不同的参考系,动能不同,通常取地面为参考系。
练一练:1、父亲和儿子一起溜冰,父亲的质量是60 kg,运动速度为5 m/s,儿子的质量是30 kg,运动速度为8m/s,试问父亲和儿子谁具有的动能大?儿子2、试比较下列每种情况下,甲、乙两物体的动能:(除题意中提到的物理量外,其他物理情况相同)①物体甲的速度是乙的两倍;___甲的动能是乙的四倍__②物体甲向北运动,乙向南运动;__动能相同_____③物体甲做直线运动,乙做曲线运动;___动能相同___④物体甲的质量是乙的一半。
__甲的动能是乙的一半总结:动能是标量,与速度方向无关;动能与速度的平方成正比,因此速度对动能的影响更大。
人教版高中物理必修第2册 动能和动能定理导学案
导学案1.课题名称:人教版高一必修2 物理第八章机械能守恒定律——动能和动能定理2.学习任务:(1)理解动能的概念,会用动能的表达式进行计算;(2)理解动能定理的含义,并会推导动能定理;(3)知道动能定理的适用情况,并能应用动能定理解决一些力学问题。
3.学习准备:准备好教材(没有纸质版看电子版)及笔记本。
边观看边做记录。
4.学习方式和环节:观看视频课学习,适时控制播放,按老师指令完成相应的课上学习任务。
学习环节主要有:环节一:理解动能情境问题1 质量为m的某物体在光滑水平面上运动,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,求力F所做的功?➢动能的表达式:◆判断对错:质量一定的物体:1.速度变化,动能一定变化。
2.动能变化,速度一定变化。
环节二:动能定理情境问题2 质量为m的某物体在粗糙水平面上运动,在与运动方向相同的恒力F 的作用下发生一段位移l,所受阻力是f,求动能的变化量?1.动能定理的内容:2.表达式:思考与讨论:动能定理是在物体受恒力作用,并且做直线运动的情况下得到的,动能定理是否能适用于变力、曲线运动?3.动能定理的适用条件:环节三动能定理的应用•1. 确定研究对象•2.受力分析—总功W•3.运动过程分析—确定对应过程的初末运动状态v1、v2即找对应的初、末动能•4.列方程【例1】如图为高速摄影机拍摄到的子弹穿过苹果瞬间的照片。
子弹击中苹果前的瞬间速度约为900m/s,穿出苹果瞬间的速度约为为800m/s,子弹的质量约为20g ,在苹果中穿行的路径约为10cm。
试估算子弹穿过苹果的过程中对苹果的平均冲力的大小?【例2】一架喷气式飞机,其质量是 5.0×103 Kg,起飞过程中从静止开始滑跑的路程是5.3 ×102 m 时,达到起飞速度60 m/s。
在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍,求飞机受到的牵引力。
环节四本节课内容总结。
高中物理7.7动能和动能定理学案人教版必修2
第七节动能和动能定理(一)知识与技能 1.掌握动能的概念,知道动能的符号、单位和表达式,会计算物体的动能。
2.能从牛顿第二定律与运动学公式推导出动能定理,理解动能定理的物理意义。
3.掌握应用动能定理的解题步骤,会进行有关问题的分析与计算。
4.会对物体全过程应用动能定理求解有关问题,会应用动能定理和其他物理规律综合求解有关问题。
(二)过程与方法 理解做功的过程就是能量转化或转移的过程。
1.请回忆动能的定义:物体__________________________________叫做动能。
2.力对物体做的功与物体速度变化的关系是__________________ 3.一物体受水平拉力作用,在粗糙的水平面上运动,下列哪些说法正确( ) A.如果物体做加速直线运动,合力一定对物体做正功 B.如果物体做减速直线运动,合力一定对物体做负功 C.如果物体做减速直线运动,合力也可能对物体做正功 D.如果物体做匀速直线运动,合力一定对物体做正功 1.阅读课本“动能的表达式”,推导动能定理,掌握动能的概念: (1)推导动能定理:(光滑水平面) 由牛顿第二定律可知:F =______________① 由运动学规律可知:_____________________即 l =____________________ ②力F 做的功 W =_________ ③ 将①②代入③得 W =_____________________ 也就是 W =_____________________ ④(2)动能的表达式:_______________,单位:________,是_______量。
2.阅读课本“动能定理”,明确以下知识:(1)动能定理的内容:_____________________________________________。
(2)动能定理的表达式:____________________(3)动能定理不仅适用于恒力做功和直线运动,也适用于___________________ 3. 做做“例题”和“问题与练习”。
人教版(新教材)高中物理必修2精品学案1:8.3 动能和动能定理学案
8.3动能和动能定理学习目标1、知道动能定义和表达式,会计算物体的动能。
2.会用牛顿定律和运动学公式推导动能定理,理解其含义。
3.能用动能定理进行相关分析和计算。
基础知识提炼一、动能的表达式1.定义物体由于而具有的能量.2.表达式E k=3.单位与功的单位相同,国际单位为.1 J=1 kg·m2·s-2.4.物理量特点(1)具有瞬时性,是.(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的动能.(3)是,没有方向,.二、动能定理1.动能定理的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.2.动能定理的表达式(1)W=(2)W合=E k2-E k1.说明:式中W为,它等于各力做功的.3.动能定理的适用范围不仅适用于做功和运动,也适用于做功和运动情况.自我检测1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)速度大的物体动能也大. ( )(2)某物体的速度加倍,它的动能也加倍.( )(3)合外力做功不等于零,物体的动能一定变化.( )(4)物体的速度发生变化,合外力做功一定不等于零. ( ) (5)物体的动能增加,合外力做正功.( )2.在水平路面上,有一辆以36 km/h 行驶的客车,在车厢后座有一位乘客甲,把一个质量为4 kg 的行李以相对客车 5 m/s 的速度抛给前方座位的另一位乘客乙,则行李的动能是( )A .500 JB .200 JC .450 JD .900 J3.(多选)一物体在运动过程中,重力做了-2 J 的功,合力做了4 J 的功,则( ) A .该物体动能减少,减少量等于4 J B .该物体动能增加,增加量等于4 J C .该物体重力势能减少,减少量等于2 J D .该物体重力势能增加,增加量等于2 J 知识点1:动能、动能定理的理解 『观察探究』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?『探究归纳』 1.动能的特征(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)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. (3)是标量:只有大小,没有方向;只有正值,没有负值. 2.动能的变化(1)ΔE k =12m v 22-12m v 21为物体动能的变化量,也称作物体动能的增量,表示物体动能变化的大小.(2)动能变化的原因合力对物体做功是引起物体动能变化的原因,合力做功的过程实质上是其他形式的能与动能相互转化的过程,转化了多少由合力做了多少功来度量.3.对动能定理的理解(1)表达式W=ΔE k中的W为外力对物体做的总功.(2)动能定理描述了做功和动能变化的两种关系.①等值关系:物体动能的变化量等于合力对它做的功.②因果关系:合力对物体做功是引起物体动能变化的原因,做功的过程实质上是其他形式的能与动能相互转化的过程,转化了多少由合力做的功来度量.『例1』下列关于运动物体所受合力做功和动能变化的关系正确的是()A.如果物体所受合力为0,则合力对物体做的功一定为0B.如果合力对物体所做的功为0,则合力一定为0C.物体在合力作用下做变速运动,动能一定发生变化D.物体的动能不变,所受合力一定为0针对练习1: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.木块所受的合力为零B.因木块所受的力对其都不做功,所以合力做功为零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针对练习2:如图所示,某同学用绳子拉动木箱,使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度,木箱获得的动能一定()A.小于拉力所做的功B.等于拉力所做的功C.等于克服摩擦力所做的功D.大于克服摩擦力所做的功知识点2:动能定理的应用『要点归纳』1.应用动能定理解题的步骤(1)确定研究对象和研究过程(研究对象一般为单个物体或相对静止的物体组成的系统).(2)对研究对象进行受力分析(注意哪些力做功或不做功).(3)确定合外力对物体做的功(注意功的正负).(4)确定物体的初、末动能(注意动能增量是末动能减初动能).(5)根据动能定理列式、求解.2.动力学问题两种解法的比较『例2』质量M=6.0×103 kg的客机,从静止开始沿平直的跑道匀加速滑行,当滑行距离l=7.2×102 m时,达到起飞速度v=60 m/s.求:(1)起飞时飞机的动能多大?(2)若不计滑行过程中所受的阻力,则飞机受到的牵引力为多大?(3)若滑行过程中受到的平均阻力大小为F=3.0×103N,牵引力与第(2)问中求得的值相等,则要达到上述起飞速度,飞机的滑行距离应为多大?3. 应用动能定理时注意的四个问题(1)动能定理中各量是针对同一惯性参考系而言的(一般选取地面为参考系).(2)若物体运动的过程包含几个不同的阶段,应用动能定理时,可以分段考虑,也可以将全过程作为一个整体来处理.(3)在求总功时,若各力不同时对物体做功,W 应为各阶段各力做功的代数和.在利用动能定理列方程时,还应注意各力做功的正、负或合力做功的正、负.(4)对于受力情况复杂的问题要避免把某个力的功当作合力的功,对于多过程问题要防止“漏功”或“添功”.针对练习3:某人把质量为0.1 kg 的一块小石头,从距地面为5 m 的高处以60°角斜向上抛出,抛出时的初速度大小为10 m/s ,则当石头着地时,其速度大小约为(g 取10 m/s 2,不计空气阻力)( ) A .14 m/s B .12 m/s C .28 m/sD .20 m/s针对练习4:如图所示,AB 为固定在竖直平面内的14光滑圆弧轨道,轨道的B 点与水平地面相切,其半径为R .质量为m 的小球由A 点静止释放,求:(1)小球滑到最低点B 时,小球速度v 的大小;(2)小球通过光滑的水平面BC 滑上固定曲面,恰到达最高点D ,D 到地面的高度为h (已知h <R ),则小球在曲面上克服摩擦力所做的功W f .巩固练习1.(多选)关于动能的理解,下列说法正确的是( ) A .一般情况下,E k =12m v 2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.(多选)甲、乙两个质量相同的物体,用大小相等的力F 分别拉它们在水平面上从静止开始运动相同的距离s .如图所示,甲在光滑面上,乙在粗糙面上,则下列关于力F 对甲、乙两物体做的功和甲、乙两物体获得的动能的说法中正确的是( )A.力F对甲物体做功多B.力F对甲、乙两个物体做的功一样多C.甲物体获得的动能比乙大D.甲、乙两个物体获得的动能相同3.一人用力踢质量为1 kg的静止足球,使足球以10 m/s的水平速度飞出,设人踢足球的平均作用力为200 N,足球在水平方向滚动的距离为20 m,则人对足球做的功为(g取10 m/s2)()A.50 J B.200 JC.4 000 J D.6 000 J4.甲、乙两车汽车的质量之比m1∶m2=2∶1,它们刹车时的初动能相同,若它们与水平地面之间的动摩擦因数相同,则它们滑行的距离之比s1∶s2等于()A.1∶1 B.1∶2C.1∶4 D.4∶1——★ 参 考 答 案 ★——一、1.运动 2.12m v 2. 3.焦耳. 4.(1)状态量 (2)地面 (3)标量 E k ≥0二、动能定理 1.动能的变化.2.(1)12m v 22-12m v 21 合外力做的功 代数和. 3.恒力 直线 变力 曲线自我检测1.判断(×) (×) (√) (×) (√) 2.C『解析』行李相对地面的速度v =v 车+v 相对=15 m/s ,所以行李的动能E k =12m v 2=450 J ,选项C 正确. 3.BD『解析』重力做负功,重力势能增加,增加量等于克服重力做的功,选项C 错误,选项D正确;根据动能定理得该物体动能增加,增加量为4 J ,选项A 错误,选项B 正确. 『观察探究』提示:(1)汽车受重力、支持力、牵引力及路面的阻力作用,上坡过程中牵引力做正功,重力、阻力做负功,支持力不做功.(2)由于汽车加速上坡,其动能增大,汽车动能的变化等于重力、牵引力及路面的阻力三个力做功的代数和. 『例1』A『解析』由功的定义可知,选项A 正确;如果合力做的功为0,但合力不一定为0,例如物体的合力和运动方向垂直而不做功,选项B 错误;物体做变速运动可能是速度方向变化而速度大小不变,所以,做变速运动的物体,动能可能不变,选项C 错误;物体动能不变,只能说合力不做功,但合力不一定为0,选项D 错误. 针对练习1:C『解析』物体做曲线运动,速度方向变化,加速度不为零,故合力不为零,A 错误;速率不变,动能不变,由动能定理知,合力做的功为零,而支持力始终不做功,重力做正功,所以重力做的功与摩擦力做的功的代数和为零,但重力和摩擦力的合力不为零,C 正确,B 、D 错误. 针对练习2:A『解析』受力分析,找到能影响动能变化的是那几个物理量,然后观测这几个物理量的变化即可.木箱受力如图所示,木箱在移动的过程中有两个力做功,拉力做正功,摩擦力做负功,根据动能定理可知即:W F -W f =12m v 2-0,所以动能小于拉力做的功,故A 正确,B 错误;无法比较动能与摩擦力做功的大小,C 、D 错误.故选A.『例2』(1)1.08×107 J (2)1.5×104 N (3)9.0×102 m 『解析』 (1)飞机起飞时的动能E k =12M v 2 代入数值得E k =1.08×107 J. (2)设牵引力为F 1,由动能定理得 F 1l =E k -0代入数值得F 1=1.5×104 N. (3)设滑行距离为l ′,由动能定理得 F 1l ′-Fl ′=E k -0 整理得l ′=E kF 1-F代入数值,得l ′=9.0×102 m. 针对练习3:A『解析』由动能定理,重力对石头所做的功等于石头动能的变化,则mgh =12m v 22-12m v 21,v 2=v 21+2gh =10 2 m/s≈14 m/s ,A 正确. 针对练习4:(1)2gR (2)mg (R -h )『解析』(1)小球从A 滑到B 的过程中,由动能定理得:mgR =12m v 2B -0解得:v B =2gR .(2)从A 到D 的过程,由动能定理可得: mg (R -h )-W f =0-0,解得克服摩擦力做的功W f =mg (R -h ).巩固练习1.AB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,一般指相对于地面的动能.选A 、B. 2.BC由功的公式W =Fl cos α=F ·s 可知,两种情况下力F 对甲、乙两个物体做的功一样多,A 错误,B 正确;根据动能定理,对甲有Fs =E k1,对乙有Fs -F f s =E k2,可知E k1>E k2,即甲物体获得的动能比乙大,C 正确,D 错误. 3.A人对足球做功的过程只是在踢球的瞬间,球在空中飞行以及在地面上滚动的过程中,都不是人在做功,所以人对足球做功的过程就是足球获得动能的过程.根据动能定义E k =12m v 2得,人对足球做的功为50 J . 4.B对两辆汽车由动能定理得:-μm 1gs 1=0-E k ,-μm 2gs 2=0-E k ,s 1∶s 2=m 2∶m 1=1∶2,B 正确.。
高一物理新人教版必修二学案7.7动能和动能定理
7.7动能和动能定理教案(人教版必修2)1.物体因为运动而拥有的能称为动能,表达式为__________,动能是 ______量,单位与功的单位相同,在国际单位制中都是________.2.两个质量为m 的物体,若速度相同,则两个物体的动能________,若动能相同,两个物体的速度 ________________ .3.力在一个过程中对物体做的功,等于物体在这个过程中____________ ,这个结论叫动能定理.表达式为W =________.式中 W 为合外力对物体做的功,也可理解为各力对物体做功的 __________,假如外力做正功,物体的动能________;外力做负功,物体的动能减少.4.动能定理既合用于________运动,也合用于________运动,既合用于________做功,也合用于 ________做功.且只需确立初、末状态而不用波及过程细节,因此解题很方便.5.以下对于运动物体所受协力做功和动能变化的关系正确的选项是()A.假如物体所受协力为零,则协力对物体做的功必定为零B.假如协力对物体所做的功为零,则协力必定为零C.物体在协力作用下做变速运动,动能必定发生变化D.物体的动能不变,所受协力必定为零6.对于动能观点及公式 W = E k2- E k1的说法中正确的选项是()A.若物体速度在变化,则动能必定在变化B.速度大的物体,动能必定大C. W = E k2- E k1表示功能够变为能D.动能的变化能够用协力做的功来量度【观点规律练】知识点一动能的观点1.对动能的理解,以下说法正确的选项是()A.动能是机械能的一种表现形式,凡是运动的物体都拥有动能B.动能不行能为负值C.必定质量的物体,动能变化时,速度必定变化;但速度变化时,动能不必定变化D.动能不变的物体,必定处于均衡状态2.在以下几种状况中,甲、乙两物体的动能相等的是()1A.甲的速度是乙的 2 倍,甲的质量是乙的2B.甲的质量是乙的 2 倍,甲的速度是乙的1 2C.甲的质量是乙的 4 倍,甲的速度是乙的1 2D.质量相同,速度大小也相同,但甲向东运动,乙向西运动知识点二动能定理3.对于动能定理,以下说法中正确的选项是()A.在某过程中,外力做的总功等于各个力独自做功的绝对值之和B.只需有力对物体做功,物体的动能就必定改变C.动能定理只合用于直线运动,不合用于曲线运动D.动能定理既合用于恒力做功的状况,又合用于变力做功的状况4.图 1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 1 所示,假如由 于摩擦使木块的运动速率保持不变,则以下表达正确的选项是 ( )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,因此合外力的功为零C .重力和摩擦力做的功代数和为零D .重力和摩擦力的协力为零 知识点三 动能定理的应用5.一个 25 kg 的儿童从高度为3.0 m 的滑梯顶端由静止开始滑下,滑究竟端时的速度为2()2.0 m/s.取 g =10 m/s ,对于力对儿童做的功,以下结果正确的选项是A .合外力做功 50 JB .阻力做功 500 JC .重力做功 500 JD .支持力做功 50 J6.一辆汽车以 v 1= 6 m/s 的速度沿水平路面行驶时,急刹车后能滑行 x 1 = 3.6 m ,假如以v 2= 8 m / s 的速度行驶,在相同路面上急刹车后滑行的距离 x 2 应为 ()A . 6.4 mB . 5.6 mC . 7.2 mD .10.8 m 【方法技巧练】 一、应用动能定理剖析多过程问题7.图 2物体从超出地面 H 处由静止自由落下,不考虑空气阻力,落至地面进入沙坑如图 2 所示,求物体在沙坑中遇到的均匀阻力是其重力的多少倍.h 处停止,8.图 33 5 m与斜面连结的水平面上,若斜面及水平面的动摩擦因数均为0.4,斜面倾角为( )37°,则物体能在水平面上滑行多远?二、利用动能定理求变力做功 9.如图 4 所示,图 4一质量为 m 的小球,用长为 L 的轻绳悬挂于 O 点,小球在水平拉力 F 作用下从均衡位置 P 点迟缓地移到 Q 点,此时悬线与竖直方向夹角为 θ,则拉力 F 做的功为 ()A . mgL cos θB . mgL(1 - cos θ)C . FLsin θD . FL cos θ参照答案课前预习练1.E k = 1mv 2 标 焦耳22.相同 不必定相同 3.动能的变化 E k2- E k1 代数和 增添 4.直线 曲线恒力 变力5.A [物体所受协力为零,则协力做功为零,物体的动能变化为零.但假如物体所受合力不为零,协力对物体做功也可能为零,动能变化为零,如匀速圆周运动.故A 正确.] 6.D [速度是矢量, 而动能是标量, 若物体速度只改变方向,不改变大小, 则动能不变,A 错;由 E k =12mv 2知 B 错;动能定理 W =E k2 -E k1 表示动能的变化可用协力做的功来量度,但功和能是两个不一样的观点,有着实质的差别,故C 错,D 正确.]讲堂研究练1.ABC [ 物体因为运动而拥有的能叫动能,故A 对;由 E k =1mv 2 知, B 对;因为速度2是矢量,当速度大小不变、方向变化时,动能不变,但动能变化时,速度大小必定改变,故 C对;做匀速圆周运动的物体,其动能不变,但物体却处于非均衡状态,故 D 错.]2.CD[由动能的表达式 E k = 1mv 2 知 A 、 B 错误, C 正确.动能是标量, D 正确. ]23.D4.C [物体做曲线运动,速度方向变化,加快度不为零,合外力不为零, A 错.速率不变,动能不变,由动能定理知,合外力做的功为零,支持力一直不做功,重力做正功,因此重力做的功与阻力做的功代数和为零,但重力和阻力的协力不为零, C 对, B 、 D 错. ] 评论 (1)动能定理反应的是合外力做的功和物体动能变化的关系.(2)速率不变,速度有可能变化.5.A [由动能定理可得协力对儿童做的功W 合=1mv 2= 1× 25× 22J = 50 J 2 2又因为 W 合 = W G +W f因此 W f = W 合 - W G = 50 J - 750 J =- 700 J因为支持力的方向一直与速度方向垂直,支持力对儿童不做功. ]6.A[ 急刹车后,车只受摩擦阻力F f 的作用,且两种状况下摩擦力大小是相同的,汽车的末速度皆为零.1 2①-F f x 1= 0- mv 121 2 ②-F f x 2= 0- mv 22 2②式除以①式得 x 2= v22x 1 v1故汽车滑行距离=v2 22 = (8 2× 3.6 m = 6.4 m] xv x 6)1评论 对恒力作用下的运动,能够考虑用牛顿运动定律剖析.但在波及力、位移、速度时,应优先考虑用动能定理剖析.一般来说,动能定理不需要考虑中间过程,比牛顿运动定律要简单调些.H + h7. h分析 解法一 :物体运动分两个物理过程,先自由落体,而后做匀减速运动.设物体落至地面时速度为 v ,则由动能定理可得1 2① mgH = 2mv第二个物理过程中物体受重力和阻力,同理可得1 2 ②mgh - F 阻h = 0- 2mvF 阻 H + h 由①②式得 mg =h .解法二 :若视全过程为一整体,因为物体的初、末动能均为0,由动能定理可知,重力对物体做的功与物体战胜阻力做的功相等,即mg(H +h)= F 阻 h解得 F=H +h阻h .mg8.3.5 mmg 、支持力 F N1、滑动摩擦力 F f1 的作用,沿斜面加快下滑,分析 物体在斜面上受重力 在水平面上减速直到静止.方法一 :对物体在斜面上的受力剖析如图甲所示,可知物体下滑阶段: F N1 = mgcos 37 °故 F f1 =μF N1 = μmgcos 37 ° 由动能定理得- μmgcos 37 °·l = 1 2 ①mgsin 37 ·l °1 1 2mv 1在水平面上的运动过程中,受力剖析如图乙所示 F f2= μF N2 = μmg由动能定理得-μmg ·l = 0- 1 2②22mv 1由①②两式可得l 2= sin 37 -°μcos 37 ° 0.6- 0.4× 0.8 × 5 m = 3.5 m. μl 1= 0.4方法二 :物体受力剖析同上,物体运动的全过程中,初、末状态的速度均为零,对全过程运用动能定理有- μmgcos 37 °·l - μmg ·l = 0 mgsin 37 ·l °11 2得 l 2= sin 37 -°μcos 37 ° 0.6- 0.4× 0.8×5 m = 3.5 m. μ l 1= 0.4方法总结应用动能定理解题时,在剖析过程的基础上无需追究物体的运动过程中变化的细节,只需考虑整个过程的功及过程始末的动能.若过程包括了几个运动性质不一样的分过程,既可分段考虑,也可整个过程考虑.若不波及中间过程量时,用整个过程剖析比较简单.但求功时,有些力不是全过程都作用的,一定依据不一样状况分别对待,求出总功.计算时要把各力的功连同符 (正、负 )一起代入公式.9.B [小球迟缓挪动,不时都处于均衡状态,由均衡条件可知, F= mg tan θ,跟着θ的增大,F 也在增大,是一个变化的力,不可以直接用功的公式求它的功,因此这道题要考虑用动能定理求解.因为物体迟缓挪动,动能保持不变,由动能定理得:- mgL(1 -cos θ)+ W= 0,因此W= mgL(1 -cos θ).]方法总结利用动能定理求变力做的功时,可先把变力做的功用字母 W 表示出来,再联合物体动能的变化进行求解.。
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7.7 动能和动能定理 学案
学习目标:
1.知道什么是动能,知道动能的计算公式。
知道动能是标量
2.知道动能定理的内容和表达式。
3.会用动能定理分析求解问题。
重点难点
本节学习动能和动能定理,正确理解动能变化和功的关系是本课的重点,养成良好的分析问题和解决问题的习惯,根据动能定理,按照一定的解题步骤来处理问题是本节的难点。
知识点梳理
1、物体由于________而具有的能叫做动能,计算公式为___________,式中速度v 为物体的对_______运动速度,根据公式可知,动能恒大于或等于零。
2、物体的动能变化是由______________________决定的,反映这一规律的定理叫_______,其表达式为___________________。
当__________对物体做正功时,物体的动能将增加,说明_________是物体运动的动力;当___________对物体做负功时,物体的动能将减小,说明____________是物体运动的动力;如果___________对物体不做功(例如匀速圆周运动的向心力),物体的________就不变化。
动能定理指出了物体动能变化的决定因素,因此计算物体的动能变化时,必须从________做功的角度来思考,尤其是在计算变力做功时,一般都选用__________处理。
3、动能定理是无条件适用的,它是力学中的重要定理,应用动能定理的一般步骤为: ①确定研究对象,明确它的运动过程;
②正确的________是应用动能定理的前提,由于涉及合外力做功,必须正确进行________,如果出现少力或力方向错误等,则整个问题的解答已经错误;
③正确判断各个力的_______情况,什么力做功?什么力不做?什么力做正功?什么力做负功?
④正确的状态分析,由于动能定理中需要物体初末状态的动能值,因此必须正确分析清楚处末状态的运动情况; ⑤根据21222
121mv mv W -=总列方程求解; ⑥写好答案(必要时对答案进行讨论)。
课堂探究
探究一 对动能的理解
动能是标量,物体动能的大小等于物体质量与物体速度平方的乘积的一半。
所以当物体的质量一定时,物体的动能与物体的速度有关。
但要注意速度是矢量,动能是标量,动能只与速度的大小有关,与物体的速度无关。
物体动能变化,则速度一定变化;但物体速度变化,动能不一定变化。
例1 一个质量为0.3 kg 的弹性小球,在光滑水平面上以6 m/s 的速度垂直撞到墙上,碰撞后小球沿相反方向运动,反弹后的速度大小与碰撞前相同,则碰撞前后小球速度变化量的大小Δv 和碰撞过程中墙对小球做功的大小W 为( )
A.Δv=0
B.Δv=12 m/s
C.W=1.8 J
D.W=10.8 J
【答案】选B.
【详解】取末速度的方向为正方向,则v2=6 m/s ,v1=-6 m/s ,速度变化量Δv=v2-v1=12 m/s ,A 错误,B 正确;小球与墙碰撞过程中,只有墙对小球的作用力做功,由动能定理得:W=
=0,故C 、D 均错误.
变式练习1 一个质量为2kg 的物体,以4m/s 的速度在光滑水平面上向右滑行,从某个时刻起,在物体上作用一个向左的水平力,经过一段时间,物体的速度方向变为向左,大小仍然是4m/s ,在这段时间内水平力对物体做的功为【 】
A 、0
B 、8J
C 、16J
D 、32J
答案:8、A
探究二 动能定理的理解和应用
1. 动能定理的理解
(1)数量关系:即合外力所做的功与物体动能的变化具有等量代换关系.可以通过计算物体动能的变化,求合力的功,进而求得某一力的功.
(2)单位相同:国际单位都是焦耳.
(3)因果关系:合外力的功是物体动能变化的原因.
2. 总功的计算
合外力的功一般有如下两种计算方法:
(1)先由力的合成或根据牛顿第二定律求出合力F 合,然后由W=F 合lcos α计算.
(2)由W=Flcos α计算各个力对物体做的功W1、W2、…、Wn,然后将各个外力所做的功求代数和,即
W 合=W1+W2+…+Wn.
3.动能定理应用:
(1)适用范围:动能定理应用广泛,可以用于直线运动,也可用于曲线运动;可以用于恒力做功,也可用于变力做功;可以对物体的运动过程分段研究,也可以对整个过程进行研究。
(2)应用动能定理的基本步骤
(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)明确研究对象在过程的始末状态的动能E k1和E k2;
(4)列出动能定理的方程W 合=E k2-E k1及其他必要的解题方程,进行求解.
例2 如图所示,物体在离斜面底端5 m 处由静止开始下滑,然后滑上由小圆弧(长度忽略)与斜面连接的水平面上,若斜面及水平面的动摩擦因数均为0.4,斜面倾角为37°,则物体能在水平面上滑行多远?
解析: 物体在斜面上受重力mg 、支持力F N1、滑动摩擦力F f1的作用,沿斜面加速下滑,在水平面上减速直到静止.
方法一:对物体在斜面上的受力分析如图甲所示,可知物体下滑阶段:
F N1=mg cos 37°
故F f1=μF N1=μmg cos 37°
由动能定理得
mg sin 37°·l 1-μmg cos 37°·l 1=12
mv 21 ①
在水平面上的运动过程中,受力分析如图乙所示
F f2=μF N2=μmg
由动能定理得
-μmg ·l 2=0
-12mv 21 ② 由①②两式可得
l 2=sin 37°-μcos 37°μl 1=0.6-0.4×0.80.4
×5 m =3.5 m.
方法二:物体受力分析同上,物体运动的全过程中,初、末状态的速度均为零,对全过程运用动能定理有
mg sin 37°·l 1-μmg cos 37°·l 1-μmg ·l 2=0
得l 2=sin 37°-μcos 37°μl 1=0.6-0.4×0.80.4
×5 m =3.5 m. 变式练习1 如图所示,ABCD 是一条长轨道,其中AB 段是倾角为θ的斜面,CD 段是水平的.BC 是与AB 和CD 都相切的一小段圆弧,其长度可以忽略不计.一质量为m 的小滑块在A 点从静止状态释放,沿轨道下滑,最后停在D 点,A 点和D 点的位置如图所示,现用一沿着轨道方向的力推滑块,使它缓慢地由D 点推回到A 点时停下.设滑块与轨道之间的动摩擦因数为μ,则推力对滑块做的功等于【 】
A 、mgh
B 、mgh 2
C 、)sin (θ
μh S mg +
D 、θμμmghctg mgS + 答案:B
【反思】
收
获
疑
问
课堂反馈
1、下列说法中,正确的是【 】
A .物体的动能不变,则其速度一定也不变
B .物体的速度不变,则其动能也不变
C .物体的动能不变,说明物体的运动状态没有改变
D .物体的动能不变,说明物体所受的合外力一定为零
2、一物体在水平方向的两个平衡力(均为恒力)作用下沿水平方向做匀速直线运动,若撤去一个水平力,则有【 】
A .物体的动能可能减少
B .物体的动能可能不变
C .物体的动能可能增加
D .余下的一个力一定对物体做正功
3、在离地面一定高度处,以相同的动能,向各个方向抛出多个质量相同的小球,这些小球到达地面时,有相同的【 】
A .动能
B .速度
C .速率
D .位移
4、.在光滑水平面上.质量为2kg 的物体以2m /s 的速度向东运动,当对它施加一向西的力使它停下来,则该外力对物体做的功是【 】
A .16J
B .8J .
C .4J
D .0
5、某人在高为h 的平台上,以初速v 0竖直向下抛出一个质量为m 的小球,不计空气阻力.下列说法中正确的是【 】
A 、在抛球过程中人对小球做的功是mv 02
/2
B 、下落过程中重力对物体做的功是mgh
C 、物体落地时的速度是gh v 20+
D 、物体落地时的速度是gh v 220+ 6、把一根弹簧平放在光滑水平面上,使一端固定.把一个质量为1kg 的滑块放在弹簧另一端,用力水平推动滑块使弹簧压缩.当把滑块由静止释放后,经过0.5s 弹簧把滑块以10m/s
的速度水平弹出去,在这段时间内弹簧对滑块做功的平均功率等于【 】 A 、20W B 、200W C 、100W D 、25W
7、速度为v 的子弹,恰可穿透一固定着的木板,如果子弹速度为2v ,子弹穿透木板的阻力视为不变,则可穿透同样的木板【 】
A 、2 块
B 、3 块
C 、4 块
D 、1 块
8、两辆汽车在同一平直路面上行驶,它们的质量之比m 1:m 2=1:2,速度之比v 1:v 2=2:1.当两车急刹车后,甲车滑行的最大距离为s 1,乙车滑行的最大距离为s 2.设两车与路面的动摩擦因数相等,不计空气的阻力,则【 】
A 、s 1:s 2=1:2
B 、s 1:s 2=1:1
C 、s 1:s 2=2:1
D 、s 1:s 2=4:1
9、在距地面12m 高处以12m/s 的速度抛出一个质量为2kg 的物体,物体落到地面时的速度是19m/s ,那么人在抛物的过程中对物体做的功是____ J ,物体下落过程中克服阻力做的功是____ J .
课堂反馈参考答案
1、BD
2、AC
3、AC
4、C
5、ABD
6、C
7、C
8、D
9、144,23。