1、动能和动能定理动能和动能定理核心素养目标核心素养目标物理观念物理观念理解动能的概念及动能定理。理解动能的概念及动能定理。科学思维科学思维经历动能概念的建立过程，提高演绎推理能力，会用动能定经历动能概念的建立过程，提高演绎推理能力，会用动能定理解决力学中的实际问题。理解决力学中的实际问题。科学态度与责任科学态度与责任感知生活中动能定理的应用，提高理论与实践相结合的能力。感知生活中动能定理的应用，提高理论与实践相结合的能力。知识点一动能的表达式知识点一动能的表达式观图助学观图助学如图甲所示，是古代战争中攻击城门的战车，战车上装有一根质量很大的圆木，如图甲所示，是古代战争中攻击城门的战车，战车上装有
2、一根质量很大的圆木，有很多士兵推着以很大的速度撞击城门，轻而易举地将城门撞破。圆木的质量有很多士兵推着以很大的速度撞击城门，轻而易举地将城门撞破。圆木的质量很大，速度很大时，是为了增加圆木的什么能？很大，速度很大时，是为了增加圆木的什么能？甲乙甲乙如图乙所示，人用铁锤打击石头时为什么要用质量较大的铁锤，还要高高抡起来？这如图乙所示，人用铁锤打击石头时为什么要用质量较大的铁锤，还要高高抡起来？这样可以增大铁锤打击石头时的什么能？样可以增大铁锤打击石头时的什么能？焦耳焦耳J思考判断思考判断(1)凡是运动的物体都具有动能。凡是运动的物体都具有动能。()(2)一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化，
3、但速度变化时，动能不一定变一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化，但速度变化时，动能不一定变化。化。()(3)动能不变的物体，一定处于平衡状态。动能不变的物体，一定处于平衡状态。()(4)做匀速圆周运动的物体的动能保持不变。做匀速圆周运动的物体的动能保持不变。()初中学过动能初中学过动能物体由于运动而具有的能，叫作动能。物体由于运动而具有的能，叫作动能。质量相同的物体，运动的速度越大，动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，质量相同的物体，运动的速度越大，动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，动能越大。动能越大。动能的动能的“三性三性”(1)相对性：选取不同的参考系，物体的速度不同，动能也
4、不同，一般以地面为参相对性：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。考系。(2)标量性：动能是标量，没有方向。标量性：动能是标量，没有方向。(3)瞬时性：动能是状态量。瞬时性：动能是状态量。知识点二动能定理知识点二动能定理1.推导推导：如图所示，物体的质量为：如图所示，物体的质量为m，在与运动方向相同的恒力，在与运动方向相同的恒力F的作用下发生了一的作用下发生了一段位移段位移l，速度由，速度由v1增加到增加到v2，此过程力，此过程力F做的功为做的功为W。maFl2al2.内容内容：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在
5、这个过程中_。3.表达式表达式：W_。动能定理中的功动能定理中的功“W”指合力做的功。指合力做的功。4.适用范围：适用范围：既适用于既适用于_做功，也适用于做功，也适用于_做功；既适用于做功；既适用于_运动，也适用于运动，也适用于_运动。运动。动能的变化动能的变化Ek2Ek1恒力恒力变力变力直线直线曲线曲线思考判断思考判断(1)合力做正功，物体动能可能减小。合力做正功，物体动能可能减小。()(2)运动物体所受的合外力为零，则物体的动能肯定不变。运动物体所受的合外力为零，则物体的动能肯定不变。()(3)物体做变速运动，合外力一定不为零，动能一定变化。物体做变速运动，合外力一定不为零，动能一定变化
6、。()(4)若合外力对物体做功为零，则合外力一定为零。若合外力对物体做功为零，则合外力一定为零。()(5)物体的合外力做功，它的速度大小一定发生变化。物体的合外力做功，它的速度大小一定发生变化。()Ek2Ek1是动能的变化，定理中是动能的变化，定理中“变化变化”一词，并不表示动能一定增大，它一词，并不表示动能一定增大，它的确切含义为末态与初态的动能差，或称为的确切含义为末态与初态的动能差，或称为“改变量改变量”，数值可正、可负。，数值可正、可负。核心要点一对动能和动能定理的理解核心要点一对动能和动能定理的理解1.动能与速度的三种关系动能与速度的三种关系2.对动能定理的理解对动能定理的理解(1)
7、对对“力力”的两点理解的两点理解“力力”可以是重力、弹力、摩擦力等各种力，它们可以同时作用，也可以不同可以是重力、弹力、摩擦力等各种力，它们可以同时作用，也可以不同时作用。时作用。“力力”既可以是恒力，也可以是变力。既可以是恒力，也可以是变力。(2)公式中公式中“”体现的三个关系体现的三个关系3.合力做功与动能变化的关系合力做功与动能变化的关系数量关系数量关系合力做的功与物体动能的变化相等合力做的功与物体动能的变化相等单位关系单位关系国际单位都是焦耳国际单位都是焦耳因果关系因果关系合力做功是物体动能变化的原因合力做功是物体动能变化的原因试题案例试题案例例例1关于运动物体所受的合外力、合外力做的
8、功及动能变化的关系，下列说法正确关于运动物体所受的合外力、合外力做的功及动能变化的关系，下列说法正确的是的是()A.合外力为零，则合外力做功一定为零合外力为零，则合外力做功一定为零B.合外力做功为零，则合外力一定为零合外力做功为零，则合外力一定为零C.合外力做功越多，则动能一定越大合外力做功越多，则动能一定越大D.动能不变，则物体合外力一定为零动能不变，则物体合外力一定为零解析解析由由WFlcos可知，物体所受合外力为零，合外力做功一定为零，但合外可知，物体所受合外力为零，合外力做功一定为零，但合外力做功为零，可能是力做功为零，可能是90，故选项，故选项A正确，正确，B错误；由动能定理错误；由
9、动能定理WEk可知，可知，合外力做功越多，动能变化量越大，但动能不一定越大。动能不变，合外力做功合外力做功越多，动能变化量越大，但动能不一定越大。动能不变，合外力做功为零，但物体合外力不一定为零，选项为零，但物体合外力不一定为零，选项C、D均错误。均错误。答案答案A针对训练针对训练1(多选多选)质量为质量为m的物体在水平力的物体在水平力F的作用下由静止开始在光滑水平地面上的作用下由静止开始在光滑水平地面上运动，前进一段距离之后速度大小为运动，前进一段距离之后速度大小为v，再前进一段距离使物体的速度增大为，再前进一段距离使物体的速度增大为2v，则则()A.第二过程的速度增量等于第一过程的速度增量
10、第二过程的速度增量等于第一过程的速度增量B.第二过程的动能增量是第一过程动能增量的第二过程的动能增量是第一过程动能增量的3倍倍C.第二过程合外力做的功等于第一过程合外力做的功第二过程合外力做的功等于第一过程合外力做的功D.第二过程合外力做的功等于第一过程合外力做功的第二过程合外力做的功等于第一过程合外力做功的2倍倍答案答案AB核心要点二动能定理的应用核心要点二动能定理的应用1.应用动能定理解题的注意事项应用动能定理解题的注意事项(1)动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系的，一般以地面或相对动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系的，一般以地面或相对地面静止的物体为参考系。地面静
11、止的物体为参考系。(2)动能定理的表达式是一个标量方程，但在应用动能定理时，需要明确各力做动能定理的表达式是一个标量方程，但在应用动能定理时，需要明确各力做功的正、负。功的正、负。2.对动能定理的几点说明对动能定理的几点说明名词名词释疑释疑正负关系正负关系W0，Ek0(动力做功动力做功)；W0，Ek0(阻力做功阻力做功)研究对象研究对象一般是一个物体，也可以是一个系统一般是一个物体，也可以是一个系统过程要求过程要求适用于全过程，也适用于某一阶段适用于全过程，也适用于某一阶段对应关系对应关系一个过程量一个过程量(做功做功)对应着两个状态量对应着两个状态量(动能动能)试题案例试题案例例例2如图所示
12、装置由如图所示装置由AB、BC、CD三段轨道组成，轨道交接处均由三段轨道组成，轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接，其中轨道很小的圆弧平滑连接，其中轨道AB、CD段是光滑的，水平轨道段是光滑的，水平轨道BC的长度的长度s5m，轨道，轨道CD足够长，且倾角足够长，且倾角37，A、D两点离两点离轨道轨道BC的高度分别为的高度分别为h14.30m、h21.35m。现让质量为。现让质量为m的小的小滑块自滑块自A点由静止释放，已知小滑块与轨道点由静止释放，已知小滑块与轨道BC间的动摩擦因数间的动摩擦因数0.5，重力加速度，重力加速度g取取10m/s2，sin370.6，cos370.8。求：。求：(1)小滑
13、块第一次到达小滑块第一次到达D点时的速度大小；点时的速度大小；(2)小滑块最终停止的位置距小滑块最终停止的位置距B点的距离。点的距离。【审题指导】【审题指导】题干关键点题干关键点信息提取信息提取圆弧平滑连接圆弧平滑连接速度方向变化时大小不变速度方向变化时大小不变AB、CD段是光滑的段是光滑的滑块在斜面上运动时没有摩擦滑块在斜面上运动时没有摩擦轨道轨道CD足够长足够长滑块在右端斜面上滑时直到速度为零滑块在右端斜面上滑时直到速度为零解析解析(1)如图所示，小滑块从如图所示，小滑块从ABCD过程中，由动能定理得过程中，由动能定理得将将h1、h2、s、g代入得代入得vD3m/s。(2)对小滑块运动全过
14、程应用动能定理，设小滑块在水平轨道上运动的总路程为对小滑块运动全过程应用动能定理，设小滑块在水平轨道上运动的总路程为s总总。有有mgh1mgs总总将将h1、代入得代入得s总总8.6m故小滑块最终停止的位置距故小滑块最终停止的位置距B点的距离为点的距离为2ss总总1.4m。答案答案(1)3m/s(2)1.4m例例3质量为质量为4t的卡车，由静止出发在水平公路上行驶的卡车，由静止出发在水平公路上行驶100m后速度增大到后速度增大到54km/h，若发动机的牵引力为若发动机的牵引力为5103N不变。则：不变。则：(1)牵引力做了多少功？牵引力做了多少功？(2)卡车动能增加了多少？卡车动能增加了多少？(
15、3)卡车克服阻力做了多少功？卡车克服阻力做了多少功？解析解析(1)WFs5103100J5105J。(3)由动能定理知由动能定理知W合合Ek，即，即WW阻阻EkW阻阻WEk5105J4.5105J5104J。答案答案(1)5105J(2)4.5105J(3)5104J解析解析设汽车前进过程中阻力为设汽车前进过程中阻力为f，前进位移为，前进位移为s，由题知，由题知W阻阻fs，拓展拓展在在例例3中如果汽车速度从中如果汽车速度从54km/h继续行驶至速度为继续行驶至速度为75.6km/h，此过程中，此过程中假设汽车所受牵引力与阻力数值不变，求汽车速度从假设汽车所受牵引力与阻力数值不变，求汽车速度从5
16、4km/h加速至加速至75.6km/h过过程中，汽车前进的距离。程中，汽车前进的距离。将将v275.6km/h21m/s，v154km/h15m/s代入上式得代入上式得s196m。答案答案96m方法总结应用动能定理解题的步骤方法总结应用动能定理解题的步骤针对训练针对训练2如图所示，物体从斜坡上如图所示，物体从斜坡上A处由静止开始下滑，滑处由静止开始下滑，滑到到B处后又沿水平面前进到处后又沿水平面前进到C处停下。如果物体从处停下。如果物体从A处以一定处以一定的初速度的初速度v0滑下，求物体停下处滑下，求物体停下处D距距C多远？多远？(设物体与水平面设物体与水平面间的动摩擦因数为间的动摩擦因数为，
17、重力加速度为，重力加速度为g)解析解析物体沿斜面下滑过程中，重力和摩擦力做功，物体沿水平面运动时只有摩物体沿斜面下滑过程中，重力和摩擦力做功，物体沿水平面运动时只有摩擦力做功。擦力做功。物体从物体从A由静止运动到由静止运动到C处停止的过程中，设摩擦力在处停止的过程中，设摩擦力在AB段、段、BC段做的功分别为段做的功分别为W1、W2，由动能定理得，由动能定理得mghABW1W20物体从物体从A处以初速度处以初速度v0滑下到滑下到D停止的过程中，设停止的过程中，设CD段摩擦力做的功为段摩擦力做的功为W3针对训练针对训练3在在针对训练针对训练2中如果中如果AB的高度差为的高度差为h，物体质量为，物体
18、质量为m，使物体由，使物体由C点沿原点沿原路返回路返回A点，则外力做的功至少为多少？点，则外力做的功至少为多少？解析解析物体从物体从A由静止到由静止到C处停止的过程中，设摩擦力做的功为处停止的过程中，设摩擦力做的功为Wf，由动能定理得，由动能定理得mghWf0物体从物体从C至至A处速度恰为处速度恰为0时，外力做功最少，设为时，外力做功最少，设为WF，由动能定理得由动能定理得WFWfmgh0由由式解得式解得WF2mgh。答案答案2mgh 29.痛苦的记忆是泪水洗不净的，只有汗水才能把它冲掉。61.做决定之前仔细考虑，一旦作了决定就要勇往直前、坚持到底。44.不要死，也不要孤独的活着。43.你总说
19、梦想遥不可及，可是你从不早起；总觉得成功都属于别人，可自己却从不努力。天赋不能带来的东西，努力或许可以改变。成功不会属于只想不做的人，早一点为梦想努力：愿你在生活中自省，在美好里相遇，成为更喜欢的自己。82.我年轻时注意到，我每做十件事有九件不成功，于是我就十倍地去努力干下去。32.虽然你的思维相对于宇宙智慧来说只不过是汪洋中的一滴水，但这滴水却凝聚着海洋的全部财富；是质量上的一而非数量上的一；你的思维拥有一切宇宙智慧。17.后悔跟努力哪个让你更痛苦？58.不是纯粹地寻找一个完美的人；而是要用完美的眼光，去欣赏一个不完美的人。55.不求与人相比，但求超越自己，要哭就哭出激动的泪水，要笑就笑出成
20、长的性格！73.成功者失败之后永不气馁，能够找到自己的核心能力，然后运用它，使成功再次向他招手。75.不管你去往何方，不管将来迎接你的是什么，请你带着阳光般的心情启程。76.别人能做到的事情，我也能做到。23.命运掌握在自己手中。坐在家里等什么房子，车子，还不如睡一觉做个好梦。67.我是最棒的！94.今天应做的事没有做，明天再早也是耽误了。裴斯泰洛齐50.人生如烟花，不可能永远悬挂天际，只要曾经绚烂过，便不枉此生。9.没有播种，何来收获；没有辛苦，何来成功；没有磨难，何来荣耀；没有挫折，何来辉煌。46.很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。38.什么是天才！我想，天才就是勤奋的结果。郭沫若71.用你的笑容去改变这个世界，别让这个世界改变了你的笑容。8.高峰只对攀登它而不是仰望它的人来说才有真正意义。83.在通往成功的道路上，只有勤奋刻苦，努力拼搏的人才能够弥补自己的不足，超越平庸，取得最后的胜利。23.想干的人永远在找方法，不想干的人永远在找理由。66.要纠正别人之前，先反省自己有没有犯错。9.如果你不握紧拳头，你就不知道你的力量到底有多大;如果你不咬紧牙关，你就不知道你的坚持到底有多狠;最强悍的竞争力只有两个字：行动!91.记住该记住的，忘记该忘记的。改变能改变的，接受不能改变的。39.就算全世界都否定我，还有我自己相信我。
