2020高中物理4.4动能动能定理学案9教科版必修2

4.4动能动能定理学案

学习目标：

1 •理解动能的概念，掌握动能的计算式.

2•理解动能定理的确切含义，应用动能定理解决实际问题.

知识点梳理

1. __________________________________________________ 物体由于运动而具有的能称为动能，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_____________ 如果外力做正功，物体的动能_____________ 外力做

负功，物体的动能减少.

4. _______________________ 动能定理既适用于_____ 动，也适用于__________ 动，既适用于_____________________

做功，也适用于________ 做功.且只需确定初、末状态而不必涉及过程细节，因而

解题很方便.

知识点梳理答案

1 2、

1. 丘=?mv 标焦耳

2. 相同不一定相同

3. 动能的变化E k2—E k1代数和增加

4. 直线曲线恒力变力

课堂探究

知识点一动能的概念

例题1.对动能的理解，下列说法正确的是（）

A. 动能是机械能的一种表现形式，凡是运动的物体都具有动能

B. 动能不可能为负值

C. 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

D. 动能不变的物体，一定处于平衡状态

一1 2

解析：物体由于运动而具有的能叫动能，故A对；由E k =q mv知，B对；由于

速度是矢量，当速度大小不变、方向变化时，动能不变，但动能变化时，速度大小一定改变，故C对；做匀速圆周运动的物体，其动能不变，但物体却处于非平衡状态，故D错.

答案：ABC

变式练习1.在下列几种情况中，甲、乙两物体的动能相等的是()

1

A. 甲的速度是乙的2倍，甲的质量是乙的2

1

B. 甲的质量是乙的2倍，甲的速度是乙的2

1

C. 甲的质量是乙的4倍，甲的速度是乙的2

D. 质量相同，速度大小也相同，但甲向东运动，乙向西运动

1 2

答案：CD [由动能的表达式氐=2口&知A B错误，C正确.动能是标量，D正确.]

知识点二动能定理的应用

例题2. 一辆汽车以V— 6 m/s的速度沿水平路面行驶时，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

解析：急刹车后，车只受摩擦阻力F f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.

-F f X—0- 2mV ①

2

x2 v2

②式除以①式得—一-2.

X i -1

故汽车滑行距离

-2 8 2

X2 —-2X i —（6）x 3.6 m —6.4 m]

点评对恒力作用下的运动，可以考虑用牛顿运动定律分析•但在涉及力、位移、速度时，应优先考虑用动能定理分析•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一些.

变式练习2•—个25 kg的小孩从高度为3.0 m的滑梯顶端由静止开始滑下，滑到底端时的速度为2.0 m/s.取g—10 m/s2，关于力对小孩做的功，以下结果正确的是（）

A. 合外力做功50 J

B.阻力做功500 J

C.重力做功500 J

D.支持力做功50 J

答案：A [由动能定理可得合力对小孩做的功

1 2 1 2

W合—qmv —25X2 J —50 J

又因为W合一W+ w

所以W—W合—W—50 J —750 J —- 700 J

由于支持力的方向始终与速度方向垂直，支持力对小孩不做功. ]

知识点三、应用动能定理分析多过程问题

例题3物体从高出地面H处由静止自由落下，不考虑空气阻力，落至地面进入沙坑h处停止，如图所示，求物体在沙坑中受到的平均阻力是其重力的多少倍.

解析：解法一：物体运动分两个物理过程，先自由落体，然后做匀减速运动.设

物体落至地面时速度为V,则由动能定理可得

1 2 mgH=

qmv

第二个物理过程中物体受重力和阻力，同理可得

解法二：若视全过程为一整体，由于物体的初、末动能均为0,

由动能定理可知，重力对物体做的功与物体克服阻力做的功相等，即

mg(H+ h) = F 阻h

H+ h

~h~

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 NI、滑动摩擦力F fi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 NI= mgcos 37

故F fi NI=U mgcos 37

由动能定理得

mgh- F 阻

1 2 h = 0 —

qmv

由①②式得mg= H+ h

~h~

变式练习3.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