2020届高考物理一轮复习教学案精品集52动能动能定理

2020届高考物理一轮复习教学案精品集52动能动能

定理

第二课时 动能定理

【教学要求】

1．了解动能和动能定理。 2．明白得动能定理及应用。

【知识再现】

一、动能

1．定义：物体由于 而具有的能量叫做动能。 2．公式：E k ＝ 。 3．单位：焦耳(J)．1 J=1 N ·m

4．动能是标量，同时动能总 零，不可能 零。

①动能是状态量，也是相对量．因为v 为瞬时速度，且与参考系的选择有关．

②动能与动量大小的关系:E k = 或p= 摸索：如何样才能改变物体的动能呢？

二、动能定理

1．内容：作用在物体上的合外力的功等于物体动能的变化。 2.表达式：2

1222

121mv mv E W

k -=

∆=合

摸索：如何从牛顿定律和运动学公式角度推导动能定理的表达式？

知识点一物体动能的变化

1．速度v 是一个描述物体运动状态的物理量，动能E k =mv 2/2也是一个描述物体运动状态的物理量。速度变化时，动能不一定变化．如物体做匀速圆周运动时，尽管速度在变化，但动能是恒童．但是动能变化时，速度一定发生变化．如物体做自由落体运动，物体动能变化，其运动速度也在变化．

2.物体在一直线上运动时，其速．度有正、负

之分〔表示方向〕，但物体的动能却永久是正值．而

动能的变化量能够有正负．动能的变化量等于物体的未状态的动能减去其初状态的动能。

【应用1】一个质量为m 的物体，分不做以下运

动，其动能在运动过程中一定发生变化的是〔〕 A.匀速直线运动 B.匀变速直线运动 C.平抛运动 D.匀速圆周运动－

导示: 匀速直线运动，速度恒定不变，动能不变；

动速度大小发生变化，动能变化。 应选BC 。

知识点二动能定理的明白得

1．W

合是物体所受各外力〔包括重力、电场

力、磁场力、弹力、摩擦力等〕对物体做功的代数和，专门注意功的正、负．也能够先求合外力，再求合外力的功．

2．式等号右边是动能的增量，只能是末状态的动能减初状态的动能．

3．动能定理的数学表达式是在物体受恒力作用且做直线运动情形下推导的，但不论作用在物体上的外力是恒力依旧变力，也不论物体是做直线运动依旧曲线运动，动能定理都适用．

4．动能定理的运算式为标量式，v 为相对同一参照系的速度．

5．动能定理的研究对象是单一的物体，或者

能够看成单一物体的物体系．

6．假设物体运动全过程中包含几个不同过程，应用动能定理时能够分段考虑，也能够将全过程作为一整体来处理。

7．应用动能定明白得题的本卷须知： ⑴要明确物体在全过程初、末两个状态时的动能； ⑵要正确分析全过程中各段受力情形和相应位移，并正确求出各力的功；

⑶动能定理表达式是标量式，不能在某方向用速度重量来列动能定理方程式：

⑷动能定理中的位移及速度，一样差不多上相对地

考点剖析

重点突破

球而言的．

【应用2】如下图，一弹簧振子，物块的质量为

m,它与水平桌面间的动摩擦因数为µ，起初用手按住物块，物块的速度为零，弹簧的伸长量为x 然后放手，当弹簧的长度回到原长

时，物块的速度为v.求此过程弹力所做的功。

导示:设弹力对物块所做的功为W

弹，由动能定

理得 即

运用动能定理求解变力做功

更为简捷

类型一应用动能定理简解多过程咨询题

【例1】将小球以初速度v 0竖直上抛，在不计空

气阻力的理想状况下，小球将上升到某一最大高度。由于有空气阻力，小球实际上升的最大高度只有该理想高度的80%。设空气阻力大小恒定，求小球落回抛出点时的速度大小v 。

导示:有空气阻力和无空气阻

力两种情形下分不在上升过程对小球用动能定理：

2

02

1mv mgH =

()2

0218.0mv H f mg =+，可得

H=v 02/2g ，mg f 4

1

=

再以小球为对象，在有空气阻力的情形下对上升和下落的全过程用动能定理。全过程重力做的功为零，因此有：220

2

1218.02mv mv H f -=⨯⋅，

解得05

3v v =

从此题能够看出：依照题意灵活

地选取研究过程能够使咨询题变得简单。有时取全过程简单；有时那么取某一时期简单。原那么是尽

量使做功的力减少，各个力的功运算方便；或使初、末动能等于零。即哪个力在哪个过程中做功，做什么功。

类型二应用动能定理巧求变力的功

【例2】半径R=20 cm 的竖直放置的圆轨道与水平

直轨道相连接。如下图，质量为m=50 g 的小球A 以一定的初速度由直轨道向左运动，并沿圆滑轨道的内壁冲上去，假如A 通过N 点时的速度v N =4 m/s ，通过轨道最高点M 时对轨道的压力为0.5N ，取g=10 m/s 2

。求：小球A 从N 到M 的过程中克服摩擦阻力做的功W 。

导示:小球A 从N 到M 的过程中，所受的摩擦力

的大小和方向都发生变化，不能由公式W=F ·scosa 直截了当求解，可考虑利用动能定理求解。 在M 点F N 十mg=mv m 2/R

故E kN =mv m 2/2=〔F N +mg 〕R/2=0．1J

设阻力做的功为W ＇

由动能定理得：W'- 2mgR= E kM - E kN 即W=-W' =0. 1 J

运用动能定理求变力的功是变

力求功的最重要的方法，应用这一方法时，必须先弄清晰该变力做功过程中动能的变化及其它力在该过程中所做的功。

类型三利用运动定明白得决多体咨询题

【例3】总质量为M 的列车，沿水平直线轨道匀速

前进，其末节车厢质量为m ，中途脱节，司机发觉时，机车已行驶L 的距离，因此赶忙关闭油门，除去牵引力。设运动的阻力与质量成正比，机车的牵引力是恒定的。当列车的两部分都停止时，它们的距离是多少？

导示:此题用动能定理求解比用运动学、牛顿第二

定律求解简便。

对车头，脱钩后的全过程用动能定理得：

201)(2

1)(v m M gs m M k FL --=-- 方法探究

2/2-=-mv mgx W μ弹2

/2mv mgx W +=μ弹v

v /

f f