人教版高一物理必修第二册 动能和动能定理 课件PPT
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[答案] A
动能与速度的三种关系 (1)数值关系：Ek＝12mv2，速度 v 越大，动能 Ek 越大． (2)瞬时关系：动能和速度均为状态量，二者具有瞬时对应关 系． (3)变化关系：动能是标量，速度是矢量．当动能发生变化时， 物体的速度(大小)一定发生了变化，当速度发生变化时，可能仅 是速度方向的变化，物体的动能可能不变．
动能和动能定理
高一物理组
课前自主预习
知识点一 动能
(1)大小：Ek＝ 12mv2 . (2)单位：国际单位制单位为 焦耳 1 kg·m2/s2 . (3)标矢性：动能是 标量 ，只有
只有正值，没有负值．
，1 J＝1 N·m ＝ 大小 ，没有方向，
知识点二 动能定理 (1)内容：力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个 过程中 动能的变化．
2.如图所示，物体(可视为质点)从长为 L、倾角为 θ 的光滑 斜面顶端由静止滑下．
(1)物体受几个力作用？各做什么功？怎么求合力的功？ (2)如何求物体到达斜面底端时的速度吗？能用多种方法求 解物体到达斜面底端时的速度吗？哪种方法简单？
[提示] (1)物体受重力、支持力两个力作用．重力做正功， 支持力不做功．合力做的功 W 合＝mgLsinθ.
[针对训练] (多选)一质量为 0.1 kg 的小球，以 5 m/s 的速度
在光滑水平面上匀速运动，与竖直墙壁碰撞后以原速率反弹，若
以弹回的速度方向为正方向，则小球碰墙过程中的速度变化和动
能变化分别是( )
A．Δv＝10 m/s C．ΔEk＝1 J
B．Δv＝0 D．ΔEk＝0
[解析] 小球速度变化 Δv＝v2－v1＝5 m/s－(－5 m/s)＝10 m/s，小球动能的变化量 ΔEk＝12mv22－12mv12＝0.故 A、D 正确．
[答案] AD
易错警示 1．速度是矢量，求同一直线上速度变化量时要取正方向． 2．动能是标量，质量一定的物体，动能是否改变取决于速 度的大小．
要点二 动能定理的应用
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)． (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．
解法二：(应用动能定理全程求解) 铅球下落全过程都受重力，只有进入沙中铅球才受阻力 Ff. 重力做功 WG＝mg(H＋h) 而阻力做功 Wf＝－Ffh 由动能定理得 mg(H＋h)－Ffh＝0－0 代入数据得 Ff＝2020 N.
【典例】 关于运动物体所受的合力、合力做的功及动能变 化的关系，下列说法正确的是( )
A．合力为零，则合力做功一定为零 B．合力做功为零，则合力一定为零 C．合力做功越多，则动能一定越大 D．动能不变化，则物体所受合力一定为零
[解析] 合力为零，则物体可能静止，也可能做匀速直线运 动，这两种情况合力做功均为零，故 A 正确；合力做功为零则动 能不变，合力不一定为零，如匀速圆周运动，故 B、D 错误；合 力做功越多，动能变化越大，而不是动能越大，故 C 错误．
(2)表达式：W＝ 12mv22－12mv21 . (3)适用范围：既适用于 恒力 做功，也适用于 既适用于 直线 运动，也适用于 曲线 运动．
变力
做功；
1．两个物体中，速度大的动能也大．( ) [答案] × 2．某物体的速度加倍，它的动能也加倍．( ) [答案] × 3．做匀速圆周运动的物体的动能保持不变．( ) [答案] √
2．对动能定理的理解 (1)表达式 W＝ΔEk 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．
(2)可以用牛顿定律结合运动学公式求解，也可以用动能定理 求解．用动能定理更简捷．
课堂互动探究
要点一 对动能Байду номын сангаас动能定理的理解
1．动能的“三性” (1)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． (2)标量性：只有大小，没有方向；只有正值，没有负值． (3)状态量：动能是表征物体运动状态的物理量，与物体的运 动状态(或某一时刻的速度)相对应．
(2)歼－15 战机着舰时，动能怎么变化？合力做什么功？增 加阻拦索的原因是什么？
[提示] (1)歼－15 战机起飞过程中，不断加速，合力做正功， 动能不断增大．
(2)歼－15 战机着舰过程是一个减速过程，则由 Ek＝12mv2 可 知动能 Ek 不断减小，合力做负功，增加阻拦索的目的是加大阻 力，从而减小停止过程的位移．
公式解题
运算方法
矢量运算
代数运算
两种思路对比可以看出应用动能定理解题不涉及
特别提醒 加速度、时间，不涉及矢量运算，运算简单不易出
错
【典例】 如右图所示，一质量为 2 kg 的铅球从离地面 2 m 高处自由下落，陷入沙坑 2 cm 深处，求沙子对铅球的平均阻 力．(取 g＝10 m/s2)
[解析] 解法一：(应用动能定理分段求解) 铅球自由下落到沙面时的速度记为 v，由动能定理得 mgH＝ 12mv2－0 铅球在沙中受到的平均阻力大小记为 Ff. 由动能定理得 mgh－Ffh＝0－12mv2 联立以上两式得 Ff＝H＋h hmg＝2020 N.
4．合外力不为零，物体的动能一定会变化．( ) [答案] ×
5．物体动能增加，则它的合外力一定做正功．( ) [答案] √ 6．合外力做功不为零，物体的动能一定变化．( ) [答案] √
1．歼－15 战机是我国自主研发的第一款舰载战斗机，如图 所示：
(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．动能定理的优越性
牛顿定律
动能定理
确定研究对象，对物体进行受力分析和运动过 相同点
程分析
只能研究在恒力 对于物体在恒力或变力作
适用条件 作用下物体做直 用下，物体做直线或曲线运
线运动
动均适用
牛顿定律
动能定理
要考虑运动过程的每 只考虑各力的做功情况及
应用方法 一个细节，结合运动学 初、末状态的动能
动能与速度的三种关系 (1)数值关系：Ek＝12mv2，速度 v 越大，动能 Ek 越大． (2)瞬时关系：动能和速度均为状态量，二者具有瞬时对应关 系． (3)变化关系：动能是标量，速度是矢量．当动能发生变化时， 物体的速度(大小)一定发生了变化，当速度发生变化时，可能仅 是速度方向的变化，物体的动能可能不变．
动能和动能定理
高一物理组
课前自主预习
知识点一 动能
(1)大小：Ek＝ 12mv2 . (2)单位：国际单位制单位为 焦耳 1 kg·m2/s2 . (3)标矢性：动能是 标量 ，只有
只有正值，没有负值．
，1 J＝1 N·m ＝ 大小 ，没有方向，
知识点二 动能定理 (1)内容：力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个 过程中 动能的变化．
2.如图所示，物体(可视为质点)从长为 L、倾角为 θ 的光滑 斜面顶端由静止滑下．
(1)物体受几个力作用？各做什么功？怎么求合力的功？ (2)如何求物体到达斜面底端时的速度吗？能用多种方法求 解物体到达斜面底端时的速度吗？哪种方法简单？
[提示] (1)物体受重力、支持力两个力作用．重力做正功， 支持力不做功．合力做的功 W 合＝mgLsinθ.
[针对训练] (多选)一质量为 0.1 kg 的小球，以 5 m/s 的速度
在光滑水平面上匀速运动，与竖直墙壁碰撞后以原速率反弹，若
以弹回的速度方向为正方向，则小球碰墙过程中的速度变化和动
能变化分别是( )
A．Δv＝10 m/s C．ΔEk＝1 J
B．Δv＝0 D．ΔEk＝0
[解析] 小球速度变化 Δv＝v2－v1＝5 m/s－(－5 m/s)＝10 m/s，小球动能的变化量 ΔEk＝12mv22－12mv12＝0.故 A、D 正确．
[答案] AD
易错警示 1．速度是矢量，求同一直线上速度变化量时要取正方向． 2．动能是标量，质量一定的物体，动能是否改变取决于速 度的大小．
要点二 动能定理的应用
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)． (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．
解法二：(应用动能定理全程求解) 铅球下落全过程都受重力，只有进入沙中铅球才受阻力 Ff. 重力做功 WG＝mg(H＋h) 而阻力做功 Wf＝－Ffh 由动能定理得 mg(H＋h)－Ffh＝0－0 代入数据得 Ff＝2020 N.
【典例】 关于运动物体所受的合力、合力做的功及动能变 化的关系，下列说法正确的是( )
A．合力为零，则合力做功一定为零 B．合力做功为零，则合力一定为零 C．合力做功越多，则动能一定越大 D．动能不变化，则物体所受合力一定为零
[解析] 合力为零，则物体可能静止，也可能做匀速直线运 动，这两种情况合力做功均为零，故 A 正确；合力做功为零则动 能不变，合力不一定为零，如匀速圆周运动，故 B、D 错误；合 力做功越多，动能变化越大，而不是动能越大，故 C 错误．
(2)表达式：W＝ 12mv22－12mv21 . (3)适用范围：既适用于 恒力 做功，也适用于 既适用于 直线 运动，也适用于 曲线 运动．
变力
做功；
1．两个物体中，速度大的动能也大．( ) [答案] × 2．某物体的速度加倍，它的动能也加倍．( ) [答案] × 3．做匀速圆周运动的物体的动能保持不变．( ) [答案] √
2．对动能定理的理解 (1)表达式 W＝ΔEk 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．
(2)可以用牛顿定律结合运动学公式求解，也可以用动能定理 求解．用动能定理更简捷．
课堂互动探究
要点一 对动能Байду номын сангаас动能定理的理解
1．动能的“三性” (1)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． (2)标量性：只有大小，没有方向；只有正值，没有负值． (3)状态量：动能是表征物体运动状态的物理量，与物体的运 动状态(或某一时刻的速度)相对应．
(2)歼－15 战机着舰时，动能怎么变化？合力做什么功？增 加阻拦索的原因是什么？
[提示] (1)歼－15 战机起飞过程中，不断加速，合力做正功， 动能不断增大．
(2)歼－15 战机着舰过程是一个减速过程，则由 Ek＝12mv2 可 知动能 Ek 不断减小，合力做负功，增加阻拦索的目的是加大阻 力，从而减小停止过程的位移．
公式解题
运算方法
矢量运算
代数运算
两种思路对比可以看出应用动能定理解题不涉及
特别提醒 加速度、时间，不涉及矢量运算，运算简单不易出
错
【典例】 如右图所示，一质量为 2 kg 的铅球从离地面 2 m 高处自由下落，陷入沙坑 2 cm 深处，求沙子对铅球的平均阻 力．(取 g＝10 m/s2)
[解析] 解法一：(应用动能定理分段求解) 铅球自由下落到沙面时的速度记为 v，由动能定理得 mgH＝ 12mv2－0 铅球在沙中受到的平均阻力大小记为 Ff. 由动能定理得 mgh－Ffh＝0－12mv2 联立以上两式得 Ff＝H＋h hmg＝2020 N.
4．合外力不为零，物体的动能一定会变化．( ) [答案] ×
5．物体动能增加，则它的合外力一定做正功．( ) [答案] √ 6．合外力做功不为零，物体的动能一定变化．( ) [答案] √
1．歼－15 战机是我国自主研发的第一款舰载战斗机，如图 所示：
(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．动能定理的优越性
牛顿定律
动能定理
确定研究对象，对物体进行受力分析和运动过 相同点
程分析
只能研究在恒力 对于物体在恒力或变力作
适用条件 作用下物体做直 用下，物体做直线或曲线运
线运动
动均适用
牛顿定律
动能定理
要考虑运动过程的每 只考虑各力的做功情况及
应用方法 一个细节，结合运动学 初、末状态的动能