1、第五章第五章 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律（人教版（人教版 必修必修2） 7 7、动能和动能定理、动能和动能定理 本节的本节的重点重点内容有内容有 1.1.动能的表达式动能的表达式（体会得出过程）（体会得出过程） 2.2.动能定理及含义理解动能定理及含义理解 3.3.动能定理的初步应用动能定理的初步应用 1. 动动 能能 物体由于物体由于运动运动而而 具有的能量叫做动具有的能量叫做动 能。能。 l F 探探 找找 物物 体体 动动 能能 表表 达达 式式 设质量为设质量为m的某物体，在与运动的某物体，在与运动 方向总相同的恒力方向总相同的恒力F的作用下发生一的作用下发生一 段位移段位移
2、l，速度由，速度由v1增加到增加到v2，如图所，如图所 示。试寻求这个过程中力示。试寻求这个过程中力F做的功与做的功与 v1、v2的关系？的关系？ F v1 v2 结 果 与 思 考 Wmv22/2 mv12/2 初态和末态的表达式均为初态和末态的表达式均为 “mv2/2”，这个，这个“mv2/2”代表什么？代表什么？ 2. 物物 体体 动动 能能 的的 表表 达达 式式 Ekmv2/2 m为物体的质量为物体的质量 v为物体的瞬时速度为物体的瞬时速度 单位：焦耳单位：焦耳（J），），状态量状态量 改变汽车的质量和速度，都能改变汽车的质量和速度，都能 使汽车的动能发生变化，在下面几使汽车的动能发
3、生变化，在下面几 种情况中，汽车的动能是原来种情况中，汽车的动能是原来2 2倍倍 的是的是： A A、质量不变，速度变为原来的质量不变，速度变为原来的2倍倍 B B、质量和速度都变为原来的质量和速度都变为原来的2倍倍 C C、质量减半，速度变为原来的质量减半，速度变为原来的2倍倍 D D、质量变为原来质量变为原来2 2倍，速度减半倍，速度减半 随 堂 练 习 当重力对物体做正功时，物体当重力对物体做正功时，物体 的重力势能和动能可能的变化情况，的重力势能和动能可能的变化情况， 下面哪些说法正确：下面哪些说法正确： A A、重力势能一定增加，动能一定减小重力势能一定增加，动能一定减小 B B、重
4、力势能一定减小，动能一定增加重力势能一定减小，动能一定增加 C C、重力势能不一定减小，动能一定增重力势能不一定减小，动能一定增 加加 D D、重力势能一定减小，动能不一定增重力势能一定减小，动能不一定增 加加 随 堂 练 习 关于动能的理解，下列说法正关于动能的理解，下列说法正 确的是：确的是： A A、动能不变的物体，一定处于平衡状动能不变的物体，一定处于平衡状 态态 B B、动能不可能是负的动能不可能是负的 C C、一定质量的物体，动能变化时，速一定质量的物体，动能变化时，速 度一定变化；度一定变化； D、速度变化时，动能不一定变化、速度变化时，动能不一定变化 E E、物体的加速度为零，
5、其动能不变物体的加速度为零，其动能不变 随 堂 练 习 多项多项 3. 动 能 定 理 WEk2 Ek1 Wmv22/2 mv12/2 改改 写写 力在一个过程中对物体所做力在一个过程中对物体所做 的功，等于物体在这个过程中的功，等于物体在这个过程中 动能的变化即末动能减去初动动能的变化即末动能减去初动 能。能。 3. 动 能 定 理 理 解 说明：说明：对任何过程的恒力、变力；对任何过程的恒力、变力； 匀变速、非匀变速；直线运动、曲线匀变速、非匀变速；直线运动、曲线 运动；时间长或多过程、瞬间过程都运动；时间长或多过程、瞬间过程都 能运用。能运用。 WEk2 Ek1 末动能末动能 初动能初动
6、能 合力做的合力做的 功即总功功即总功 小 结 1 1、物体的动能表达式：、物体的动能表达式： 2 2、动能定理：、动能定理： Ekmv2/2 W合 合 Ek2 Ek1 W合 合 mv22/2 mv12/2 A、B两物体放在光滑的水平面两物体放在光滑的水平面 上，分别在相同的水平恒力作用下，上，分别在相同的水平恒力作用下， 由静止开始通过相同的位移，若由静止开始通过相同的位移，若A的的 质量大于质量大于B的质量，则在这一过程中：的质量，则在这一过程中： A.A.A获得的动能大获得的动能大 B.B.B获得的动能大获得的动能大 C.C.A、B获得的动能一样大获得的动能一样大 D.D.无法比较谁获得
7、的动能大无法比较谁获得的动能大 F 随 堂 练 习 随 堂 练 习 一辆质量为一辆质量为m、速度为、速度为v0的的 汽车在关闭发动机后在水平地面汽车在关闭发动机后在水平地面 上滑行了距离上滑行了距离l后停下，试求汽后停下，试求汽 车受到的阻力车受到的阻力F阻 阻大小。 大小。 答答 案案 mv02/2l 同一物体分别从高度相同，同一物体分别从高度相同， 倾角不同的光滑斜面的顶端倾角不同的光滑斜面的顶端 滑到底端时，相同的物理量滑到底端时，相同的物理量 是：是： A.A.动能动能 B.B.速度速度 C.C.速率速率 D.D.重力所做的功重力所做的功 随 堂 练 习 多项多项 第第 二二 课课 时
8、时 动能定理的应用举动能定理的应用举 例例 知识点：动能定理知识点：动能定理 W合 合 Ek2Ek1 W合 合 mv22/2 mv12/2 W=W1+W2+W3+ W=F合 合lcos 方法指导：方法指导：涉及涉及只关注只关注某过程的初、末状态，不需考虑过程细某过程的初、末状态，不需考虑过程细 节，节，尤其尤其是求变力功、曲线运动、多过程、瞬间过程更有优势！是求变力功、曲线运动、多过程、瞬间过程更有优势！ A. 常 规 题 一架喷气式飞机，质量为一架喷气式飞机，质量为 m=5000kg,=5000kg,起飞过程中从静止开始起飞过程中从静止开始 滑跑的路程为滑跑的路程为l=530m=530m时，
9、达到起飞时，达到起飞 速度速度v=60m/s=60m/s。在此过程中飞机受到。在此过程中飞机受到 的平均阻力的平均阻力F阻 阻是飞机重量的 是飞机重量的0.020.02倍倍 （k=0.02=0.02）。）。求飞机受到的牵引力求飞机受到的牵引力F。 （g g取取1010m/s2 2) ) 答答 案案 1.8104N 一质量为一质量为1 1kg的物体被人用的物体被人用 手由静止向上提高手由静止向上提高1 1m，这时物，这时物 体的速度是体的速度是2 2m/s，下列说法正确下列说法正确 的是的是： A A、手对物体做功手对物体做功10J B B、合外力对物体做功合外力对物体做功12J C C、合外力
10、对物体做功合外力对物体做功2J D D、物体克服重力做功物体克服重力做功2 2J 单项单项 足球运动员用力踢质量为足球运动员用力踢质量为0.30.3kg 的静止足球，使足球以的静止足球，使足球以1010m/s的速度的速度 飞出，假定脚踢足球时对足球的平飞出，假定脚踢足球时对足球的平 均作用力为均作用力为400400N，球在水平面上运，球在水平面上运 动了动了2020m后停止，那么人对足球做后停止，那么人对足球做 的功为：的功为： A A、8000J B B、4000J C C、15J D D、无法确定无法确定 B. 变 力 功 单项单项 一质量为一质量为 m的小球，用长为的小球，用长为L 的轻
11、绳悬挂于的轻绳悬挂于O点。小球在水平拉点。小球在水平拉 力力F作用下，从平衡位置作用下，从平衡位置P点很点很缓慢缓慢 地移动到地移动到Q点，细线偏离竖直方向点，细线偏离竖直方向 的角度为的角度为，如图所示。则拉力，如图所示。则拉力F 做的功是做的功是： A. mgLcos B. mgL(1cos) C. FLcos D. FL 单项单项 一辆汽车的质量为一辆汽车的质量为m，从静止，从静止 开始起动，沿水平路面前进了开始起动，沿水平路面前进了x后，后， 达到了最大行使速度达到了最大行使速度vmax，设汽车，设汽车 的牵引力功率保持不变，所受阻力的牵引力功率保持不变，所受阻力 为车重的为车重的k倍
12、，求：倍，求： （1 1）汽车的牵引力功率）汽车的牵引力功率 （2 2）汽车从静止开始到匀速运动所需时）汽车从静止开始到匀速运动所需时 间间 答答 案案 (1)kmgvmax（2）（）（vmax2+2kgx）/2kgvmax 运动员用力将一质量为运动员用力将一质量为m的铅的铅 球从离地为球从离地为h高处以初速度高处以初速度v0 0斜向斜向 上推出，当它落到地面时速度为上推出，当它落到地面时速度为v， 则在此过程中铅球克服空气阻力所则在此过程中铅球克服空气阻力所 做的功等于：做的功等于： A A、mgh-mv2/2-mv02/2 B B、-mv2/2-mv02/2-mgh C C、mgh+mv0
13、2/2-mv2/2 D D、mgh+mv2/2-mv02/2 C. 曲 线 运 动 单项单项 如图所示，物体从高为如图所示，物体从高为h的斜的斜 面体的顶端面体的顶端A由静止开始滑下，滑由静止开始滑下，滑 到水平面上的到水平面上的B点静止，点静止，A到到B的的 水平距离为水平距离为S，求：，求： 物体与接触面间的动摩擦因数（物体与接触面间的动摩擦因数（已已 知：斜面体和水平面都由同种材料制成，知：斜面体和水平面都由同种材料制成，未未 知知） D. 多 过 程 答答 案案 h/s 如图如图4 4所示，所示，AB为为1/41/4圆弧轨道，圆弧轨道， 半径为半径为R=0.8m=0.8m，BC是水平轨
14、道，是水平轨道， 长长l=3m=3m，BC处的摩擦系数为处的摩擦系数为=1/15=1/15， 今有质量今有质量m=1kg=1kg的物体，自的物体，自A点从点从 静止起下滑到静止起下滑到C点刚好停止。求物点刚好停止。求物 体在轨道体在轨道AB段所受的阻力对物体做段所受的阻力对物体做 的功。的功。 答答 案案 6J 质量为质量为m的钢球从离坑面高的钢球从离坑面高H 的高处自由下落，钢球落入沙中，的高处自由下落，钢球落入沙中， 陷入陷入h后静止，则沙坑对钢球的平后静止，则沙坑对钢球的平 均阻力均阻力F阻 阻大小是多少？ 大小是多少？ h H 答答 案案 mg(H+h)/h 应用动能定理解题一般步骤应
15、用动能定理解题一般步骤（尤其是变力功、曲线运动尤其是变力功、曲线运动）： 1.1.明确对象和过程明确对象和过程：（通常是单个物体）：（通常是单个物体） 2.2.作二分析：作二分析： 受力分析受力分析 运动情况及过程分析运动情况及过程分析, ,确定初、末速度确定初、末速度 3.3.确定各力做功及正负确定各力做功及正负 4.4.建方程：建方程： W合 合 mv22/2 mv12/2 小 结 高 考 是 怎 样 考 的 一物块由静止开始从粗糙斜面上的一物块由静止开始从粗糙斜面上的 某点加速下滑到另一点，在此过程中重某点加速下滑到另一点，在此过程中重 力对物块做的功等于力对物块做的功等于（05辽宁）辽宁）： A A物块动能的增加量物块动能的增加量 B B物块重力势能的减少量与物块物块重力势能的减少量与物块 克服摩擦力做的功之和克服摩擦力做的功之和 C C物块重力势能的减少量和物块物块重力势能的减少量和物块 动能的增加量以及物块克服摩擦力做的动能的增加量以及物块克服摩擦力做的 功之和功之和 D D物块动能的增加量与物块克服物块动能的增加量与物块克服 摩擦力做的功之和摩擦力做的功之和 单项单项
