高中物理 4.4 动能 动能定理学案9 教科版必修2

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1、4.4动能动能定理学案学习目标：1．理解动能的概念，掌握动能的计算式．2．理解动能定理的确切含义，应用动能定理解决实际问题．知识点梳理1．物体由于运动而具有的能称为动能，表达式为__________，动能是______量，单位与功的单位相同，在国际单位制中都是________．2．两个质量为m的物体，若速度相同，则两个物体的动能________，若动能相同，两个物体的速度________________．3．力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中____________，这个结论叫动能定理．表达式为W＝________.式中W为合外力对物体做的功，也可理解为各力对物

2、体做功的__________，如果外力做正功，物体的动能________；外力做负功，物体的动能减少．4．动能定理既适用于________运动，也适用于________运动，既适用于________做功，也适用于________做功．且只需确定初、末状态而不必涉及过程细节，因而解题很方便．知识点梳理答案1．Ek＝mv2　标　焦耳2．相同　不一定相同3．动能的变化　Ek2－Ek1　代数和　增加4．直线　曲线　恒力　变力课堂探究知识点一　动能的概念例题1．对动能的理解，下列说法正确的是(　　)A．动能是机械能的一种表现形式，凡是运动的物体都具有动能B．动能不可能为负值C．一定质量

3、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：物体由于运动而具有的能叫动能，故A对；由Ek＝mv2知，B对；由于速度是矢量，当速度大小不变、方向变化时，动能不变，但动能变化时，速度大小一定改变，故C对；做匀速圆周运动的物体，其动能不变，但物体却处于非平衡状态，故D错．答案：ABC　变式练习1．在下列几种情况中，甲、乙两物体的动能相等的是(　　)A．甲的速度是乙的2倍，甲的质量是乙的B．甲的质量是乙的2倍，甲的速度是乙的C．甲的质量是乙的4倍，甲的速度是乙的D．质量相同，速度大小也相同，但甲向东运动，乙向西运动答案：CD

4、　[由动能的表达式Ek＝mv2知A、B错误，C正确．动能是标量，D正确．]知识点二　动能定理的应用例题2．一辆汽车以v1＝6m/s的速度沿水平路面行驶时，急刹车后能滑行x1＝3.6m，如果以v2＝8m/s的速度行驶，在同样路面上急刹车后滑行的距离x2应为(　　)A．6.4mB．5.6mC．7.2mD．10.8m解析：急刹车后，车只受摩擦阻力Ff的作用，且两种情况下摩擦力大小是相同的，汽车的末速度皆为零．－Ffx1＝0－mv①－Ffx2＝0－mv②②式除以①式得＝.故汽车滑行距离x2＝x1＝()2×3.6m＝6.4m]点评　对恒力作用下的运动，可以考虑用牛顿运动定律分析．但在涉

5、及力、位移、速度时，应优先考虑用动能定理分析．一般来说，动能定理不需要考虑中间过程，比牛顿运动定律要简单一些．变式练习2．一个25kg的小孩从高度为3.0m的滑梯顶端由静止开始滑下，滑到底端时的速度为2.0m/s.取g＝10m/s2，关于力对小孩做的功，以下结果正确的是(　　)A．合外力做功50JB．阻力做功500JC．重力做功500JD．支持力做功50J答案：A　[由动能定理可得合力对小孩做的功W合＝mv2＝×25×22J＝50J又因为W合＝WG＋Wf所以Wf＝W合－WG＝50J－750J＝－700J由于支持力的方向始终与速度方向垂直，支持力对小孩不做功．]知识点三、应用动

6、能定理分析多过程问题例题3物体从高出地面H处由静止自由落下，不考虑空气阻力，落至地面进入沙坑h处停止，如图所示，求物体在沙坑中受到的平均阻力是其重力的多少倍．解析：　解法一：物体运动分两个物理过程，先自由落体，然后做匀减速运动．设物体落至地面时速度为v，则由动能定理可得mgH＝mv2①第二个物理过程中物体受重力和阻力，同理可得mgh－F阻h＝0－mv2②由①②式得＝.解法二：若视全过程为一整体，由于物体的初、末动能均为0，由动能定理可知，重力对物体做的功与物体克服阻力做的功相等，即mg(H＋h)＝F阻h解得＝.变式练习3.如图所示，物体在离斜面底端5m处由静止开始下滑，然后滑

7、上由小圆弧(长度忽略)与斜面连接的水平面上，若斜面及水平面的动摩擦因数均为0.4，斜面倾角为37°，则物体能在水平面上滑行多远？解析　物体在斜面上受重力mg、支持力FN1、滑动摩擦力Ff1的作用，沿斜面加速下滑，在水平面上减速直到静止．方法一：对物体在斜面上的受力分析如图甲所示，可知物体下滑阶段：FN1＝mgcos37°故Ff1＝μFN1＝μmgcos37°由动能定理得mgsin37°·l1－μmgcos37°·l1＝mv①在水平面上的运动过程中，受力分析如图乙所示Ff2＝μFN2＝μmg由动能定理得－