《人教版物理必修第二册》19-20 第8章 3．动能和动能定理

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3．动能和动能定理

【学习素养·明目标】　科学观念：1.知道动能的符号、单位和表达式，会

根据动能的表达式计算物体的动能.2.能运用牛顿第二定律与运动学公式导出动

能定理，理解动能定理的物理意义.3.能应用动能定理解决简单的问题．

科学思维：1.通过动能定理的推导，培养科学思维能力.2.通过动能定理的

应用，培养逻辑思维能力和综合分析问题的能力．

一、动能的表达式

1．定义

物体由于运动而具有的能量．

2．表达式

Ek＝m v 2

3．单位

与功的单位相同，国际单位为焦耳．

1 J＝1 kg·m2·s－2.

4．物理量特点

(1)具有瞬时性，是状态量．

(2)具有相对性，选取不同的参考系，同一物体的动能一般不同，通常是指

物体相对于地面的动能．

(3)是标量，没有方向，Ek≥0.

二、动能定理

1．动能定理的内容

力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化．

2．动能定理的表达式

(1)W＝m v － m v .

(2)W＝Ek2－ E k1.

说明：式中 W为合外力做的功，它等于各力做功的代数和．

3．动能定理的适用范围

不仅适用于恒力做功和直线运动，也适用于变力做功和曲线运动情况．

1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)速度大的物体动能也大． (×)

(2)某物体的速度加倍，它的动能也加倍． (×)

(3)合外力做功不等于零，物体的动能一定变化． (√)

(4)物体的速度发生变化，合外力做功一定不等于零． (×)

(5)物体的动能增加，合外力做正功． (√)

2．在水平路面上，有一辆以 36 km/h 行驶的客车，在车厢后座有一位乘客

甲，把一个质量为 4 kg 的行李以相对客车 5 m/s 的速度抛给前方座位的另一位

乘客乙，则行李的动能是(　　)

A．500 J　　　　　　　　 B．200 J

C．450 J D．900 J

C　[行李相对地面的速度 v＝v车＋v相对＝15 m/s，所以行李的动能 Ek＝

mv2＝450 J，选项 C正确．]

3．(多选)一物体在运动过程中，重力做了－2 J 的功，合力做了 4 J 的功，

则(　　)

A．该物体动能减少，减少量等于 4 J

B．该物体动能增加，增加量等于 4 J

C．该物体重力势能减少，减少量等于 2 J

D．该物体重力势能增加，增加量等于 2 J

BD　[重力做负功，重力势能增加，增加量等于克服重力做的功，选项 C

错误，选项 D正确；根据动能定理得该物体动能增加，增加量为 4 J，选项 A

错误，选项 B正确．]

动能、动能定理的理解

[观察探究]

如图所示，一辆汽车正在上坡路上加速行驶．

(1)汽车上坡过程受哪些力作用？各个力做什么功？

(2)汽车的动能怎样变化？其动能的变化与各个力做功有什么关系？

提示：(1)汽车受重力、支持力、牵引力及路面的阻力作用，上坡过程中牵

引力做正功，重力、阻力做负功，支持力不做功．

(2)由于汽车加速上坡，其动能增大，汽车动能的变化等于重力、牵引力及

路面的阻力三个力做功的代数和．

[探究归纳]

1．动能的特征

(1)是状态量：与物体的运动状态(或某一时刻的速度)相对应．

(2)具有相对性：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．

(3)是标量：只有大小，没有方向；只有正值，没有负值．

2．动能的变化

(1)ΔEk＝mv－mv为物体动能的变化量，也称作物体动能的增量，表示物

体动能变化的大小．

(2)动能变化的原因

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了多少功来度量．

3．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．

【例 1】　下列关于运动物体所受合力做功和动能变化的关系正确的是 (

)

A．如果物体所受合力为 0，则合力对物体做的功一定为 0

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