1、1 动能的改变第 2章 能的转化与守恒流动的水可以做功1.理解动能的概念，知道动能的定义式 .2.理解动能定理的内容及其表达式，能应用动能定理进行有关计算 .展示目标检查预习课前预习课本相应部分，检查提问 “ 自主学习 ” 部分一、动能1.定义：物体由于 而具有的能 .2.表达式： Ek .3.单位： ，符号： .4.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：动能是 量，没有方向 .(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 .答案运动焦耳 J标自主学习答案1.推导 (
2、如图 2)：图 2ma二、动能定理2.内容：合外力对物体所做的功等于物体 .3.公式： W .4.适用范围：既适用于恒力做功也适用于 做功；既适用于直线运动也适用于 运动 .5.对动能定理的理解：(1)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 来度量 .(2)合力对物体做正功，即 W 0， Ek 0，表明物体的动能 ；合力对物体做负功，即 W 0， Ek 0，表明物体的动能 ；如果合力对物体不做功，则动能 .(3)动能定理的计算式为标量式， v为相对 的速度 .答案动能的改变变力曲线合力做的功增大减小不变地面答案1.动力学问题两
3、种解法的比较牛顿运动定律和运动学公式结合法 动能定理适用条件 只能研究在 力作用下物体做 运动的情况对于物体在恒力或 力作用下，物体做直线运动或 运动均适用应用方法 要考虑运动过程的每一个细节 只考虑各力的做功情况及初、末状态的动能，不关注细节运算方法 矢量运算 代数运算相同点 确定研究对象，对物体进行受力分析和 分析恒直线变曲线运动过程三、动能定理的应用应用动能定理解题不涉及加速度、时间，不涉及矢量运算，运算简单，不易出错 .2.应用动能定理解题的步骤(1)选取研究对象，明确并分析运动过程，这个过程可以是单一过程，也可以是全过程 .(2)对研究对象进行受力分析 .(注意哪些力做功或不做功 )
4、(3)写出该过程中合外力做的功，或分别写出各个力做的功 (注意功的正负 ).如果研究过程中物体受力情况有变化，要分别写出该力在各个阶段做的功 .(4)写出物体的初、末动能 .(5)按照动能定理列式求解 .(注意动能增量是末动能减初动能 )1.航天员手举五星红旗随飞船一起遨游太空，航天员相对飞船静止，因此，其动能为零 .这种观点正确吗？答案 不正确 .物体的动能在数值上等于质量与速度平方乘积的一半，物体的速度是相对静止地面的速度，航天员相对飞船静止，但对地速度并不等于零，因此，航天员的动能不等于零 .2.动能不变的物体是否一定处于平衡状态？答案 不一定 .动能不变的物体可能只是速度大小不变，如果
5、速度方向发生改变，就不是平衡状态 .答案一、动能 合作探究 返回解析答案总结提升例 1 关于动能的理解，下列说法正确的是 ( )A.凡是运动的物体都具有动能B.重力势能可以为负值，动能也可以为负值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，一定处于平衡状态解析 动能是物体由于运动而具有的能量，所以运动的物体都具有动能，A正确；动能只能为正值，故 B错误；由于速度为矢量，当方向变化时，若其速度大小不变，则动能并不改变，故 C正确；做匀速圆周运动的物体动能不变，但并不处于平衡状态， D错误 .答案 AC总结提升返回总结提升动能与速度的三种关系：(1
6、)数值关系： Ek mv2，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 .在同一高度以相同的速率将手中的小球以上抛、下抛、平抛三种不同方式抛出，落地时速度、动能是否相同？答案 重力做功相同，动能改变量相同，落地时动能相等，速度大小相等，但速度方向不同 .答案二、动能定理返回解析答案例 2 下列关于运动物体的合外力做功和动能、速度变化的关系，正确的是 ( )A.物体做变速运动，合外力一定不
7、为零，动能一定变化B.若合外力对物体做功为零，则合外力一定为零C.物体的合外力做功，它的速度大小一定发生变化D.物体的动能不变，所受的合外力必定为零解析 力是改变物体速度的原因，物体做变速运动时，合外力一定不为零，但合外力不为零时，做功可能为零，动能可能不变， A、 B错误 .物体合外力做功，它的动能一定变化，速度大小也一定变化， C正确 .物体的动能不变，所受合外力做功一定为零，但合外力不一定为零， D错误 .答案 C返回解析答案例 3 如图 3所示，物体沿曲面从 A点无初速度滑下，滑至曲面的最低点 B时，下滑的高度为 5 m，速度为 6 m/s，若物体的质量为 1 kg.则下滑过程中物体克
8、服阻力所做功为 (g取 10 m/s2)( )A.50 J B.18 JC.32 J D.0 J 图 3C三、动能定理的应用返回解析答案例 4 如图 4所示，物体在离斜面底端 5 m处由静止开始下滑，然后滑上由小圆弧与斜面连接的水平面，若物体与斜面及水平面的动摩擦因数均为 0.4，斜面倾角为 37.求物体能在水平面上滑行的距离 .(sin 37 0.6， cos 37 0.8， g 10 m/s2)图 4解析 对物体在斜面上和水平面上受力分析如图所示 .方法一 分过程列方程：设物体滑到斜面底端时的速度为 v，物体下滑阶段N1 mgcos 37，故 f1 N1 mgcos 37.解析答案由动能定
9、理得：设物体在水平面上运动过程前进的距离为 l2，摩擦力 f2 N2 mg由以上各式可得 l2 3.5 m.方法二 全过程列方程：mgl1sin 37 mgcos 37l1 mgl2 0得： l2 3.5 m.答案 3.5 m返回1 2 3解析答案1.(对动能的理解 )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D.物体的动能变化时，速度不一定变化，速度变化时，动能一定变化解析 物体只要速率不变，动能就不变， A错；动能是标量，不能分解，做平抛运动的物体动能逐渐增
10、大， B错；物体做自由落体运动时，其合力等于重力，重力做正功，物体的动能增加，故 C正确；物体的动能变化时，速度一定变化，速度变化时，动能不一定变化，故 D错 .C课堂检测 1 2 3解析答案2.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 5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 ( )图 5A.木块所受的合外力为零B.因木块所受的力都不对其做功，所以合外力做的功为零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零1 2 3解析 木块做曲线运动，速度方向变化，加速度不为零，故合外力不为零， A错；速率不变，动能不变，由动能定理知，
11、合外力做的功为零，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对， B、 D错 .答案 C1 2 33（ 多选 )质量为 m的物体，从静止开始以 a g的加速度竖直向下运动 h米，下列说法中正确的是 ( )返回解析答案1 2 3向下运动 h米过程中重力做功 mgh，物体的势能减少了 mgh， D对 . 答案 AD返回1.动能 : 物体由于运动而具有的能。2.动能定理 :合外力对物体做的总功，等于物体动能的变化 。小结作业3.应用动能定理解题步骤 :1)、确定研究对象及运动过程2)、分析物体在运动过程中的受力情况，明确每个力是否做功，是做正功还是负功3)、明确初状态和末状态的动能，写出始末状态动能的表达式4)、根据动能定理列原始方程求解