1.3 动能和动能定理教案-2021-2022学年鲁科版（2019）高中物

3.0 envi 2024-12-31 4 4 2.74MB 7 页 3知币

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第3节动能和动能定理

考点一、动能

1、动能的定义

（1）由于运动而具有的能；

（2）等于物体的质量与物体速度的二次方乘积的一半。

2、动能的单位：与功的单位相同，国际单位为焦耳，1 J＝1kg·m2·s-2。

3、动能的表达式：Ek＝mv2

（1）v是瞬时速度的大小，与方向无关；

（2）对于不同参考系，速度也不同，一般以地面为参考系；

（3）动能是标量（只有正值），是状态量。

（4）同一物体动能变化，速度（大小）一定变化；速度（方向）变化，动能不一定变化。

4、动能的变化量

【典例详析】

例1、（多选）关于动能，下列说法中正确的是（）

A、动能是普遍存在的机械能中的一种基本形式，凡是运动的物体都有动能

B、公式中，速度 v是物体相对于地面的速度，且动能总是正值

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

【答案】AC

例2、如图所示，在水平桌面上的 A点有一个质量为 m的物体以初速度 v0被抛出，不计空气阻力，当它

到达 B点时，则（　　）

A．动能与 v0的方向有关

B．动能大小为

C．动能大小与参考平面的选取有关

D．改变 v0的大小和方向，物体不可能再次经过 B点

【答案】B。

例3、用电梯将货物沿竖直方向匀速提升一段距离．关于这一过程中，电梯对货物的支持力所做的功、重

力对货物做的功以及货物动能的变化，下列说法中正确的是（　　）

A．重力做正功，支持力做负功，物体的动能增大

B．重力做负功，支持力做正功，物体的动能不变

C．重力做负功，支持力做正功，物体的动能增大

D．重力不做功，支持力做负功，物体的动能不变

【答案】B。

例4、（多选）下列方法能使汽车的动能变为原来的 2倍的是(　　)

A．质量不变，速度增大到原来的 2倍

B．速度不变，质量增大到原来的 2倍

C．质量减半，速度增大到原来的 2倍

D．速度减半，质量增大到原来的 2倍

【答案】BC

考点二、动能定理及其应用（不涉及加速度或者时间问题时常用）

1、动能定理的内容

合外力所做的功等于物体动能的变化。合外力做功导致动能发生变化。

2、表达式

（1）W＝mV22－mV12

（2）W＝Ek2－Ek1＝ΔEk

3、动能定理的应用

适用于恒力做功和直线运动，适用于变力做功和曲线运动。

4、动能定理的理解

（1）等值关系

某物体的动能变化量总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，合力做功的过程实际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．

5、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．

6、动能定理与牛二定律的比较

（1）相同点：确定研究对象，对物体进行受力分析和运动过程分析

（2）适用条件

牛顿运动定律只能研究在恒力作用下物体做直线运动；

动能定理对于物体在恒力或变力作用下，物体做直线或曲线运动均适用；

（3）应用方法

牛顿运动定律要考虑运动过程的每一个细节，结合运动学公式解题；

动能定理只考虑各力的做功情况及初、末状态的动能；

（4）运算方法

牛顿运动定律矢量运算；

动能定理代数运算；

【典例详析】

例5、关于动能定理，下列说法中正确的是（　　）

A、某过程中外力的总功等于各力做功的绝对值之和

B、只要合外力对物体做功，物体的动能就一定改变

C、在物体动能不改变的过程中，动能定理不适用

D、动能定理只适用于受恒力作用而加速运动的过程

【答案】B

例6、关于动能定理的表达式 W＝Ek2−Ek1，下列说法正确的是（　　）

A、公式中的 W为不包含重力的其他力做的总功

B、公式中的 Ek2−Ek1 为动能的增量，当 W＞0时，动能增加；当 W＜0时，动能减少

C、动能定理适用于直线运动，但不适用于曲线运动；适用于恒力做功，但不适用于变力做功

D、公式中的 W为包含重力在内的所有外力做的功，也可通过以下两种方式计算：先求每个外力的功，

再求功的代数和；或者先求合外力，再求合外力的功

【答案】BD

例8、某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”,设计了如下实验，他的操作步骤是：

① 摆好实验装置如图

② 将质量为 200g 的小车拉到打点计时器附近，并按住小车

③ 在质量为 10g、30g、50g 的三种钩码中，他挑选了一个质量为 50g 的钩码挂在拉线 P上

④ 释放小车，打开打点计时器的电源，打出一条纸带

（1）在多次重复实验得到的纸带中取出较为满意的一条，经测量、计算，得到如下数据：

a、第一个点到第 N个点的距离为40cm

b、打下第 N点时小车的速度大小为 1.00m/s

该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力算出拉力，对小车做的功为 J，小车动能的增量为

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