高中物理 7.7《动能和动能定理》同步导学案

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1、七、动能和动能定理【要点导学】1、物体由于________而具有的能叫做动能，计算公式为___________,式中速度v为物体的对_______运动速度，根据公式可知，动能恒大于或等于零。2、物体的动能变化是由______________________决定的，反映这一规律的定理叫_______，其表达式为___________________。当__________对物体做正功时，物体的动能将增加，说明_________是物体运动的动力；当___________对物体做负功时，物体的动能将减小，说明_

2、___________是物体运动的动力；如果___________对物体不做功（例如匀速圆周运动的向心力），物体的________就不变化。动能定理指出了物体动能变化的决定因素，因此计算物体的动能变化时，必须从________做功的角度来思考，尤其是在计算变力做功时，一般都选用__________处理。3、动能定理是无条件适用的，它是力学中的重要定理，应用动能定理的一般步骤为：①确定研究对象，明确它的运动过程；②正确的________是应用动能定理的前提，由于涉及合外力做功，必须正确进行________，

3、如果出现少力或力方向错误等，则整个问题的解答已经错误；③正确判断各个力的_______情况，什么力做功？什么力不做？什么力做正功？什么力做负功？④正确的状态分析，由于动能定理中需要物体初末状态的动能值，因此必须正确分析清楚处末状态的运动情况；⑤根据W总=mv22/2－mv12/2列方程求解；⑥写好答案（必要时对答案进行讨论）。［范例精析］例1如图所示，在光滑的平台上有一质量为6kg的物体，开始处于静止状态，当人拉紧绳子以5m/s的速度匀速从B点运动到A点。已知OB=3m，AB=4m。求此过程中人对物体所做

4、的功。解析①确定研究对象为水平面上的物体；②物体受到重力、平台的支持力、绳子的拉力；③重力和平台的支持力都不对物体做功，绳子拉力对物体做正功（但绳子拉力大小未知）；④物体的速度由零增加到5m/s；⑤根据W总=mv22/2－mv12/2列方程为W总=W拉＝mv22/2－mv12/2＝6×（5×4/5）2/2－0=48J答：此过程中人对物体所做的功为48J。拓展本题中绳子的拉力应为变力（可以根据速度分解原理自行证明，物体将做变速运动），通常情况下，计算变力做功时，一般多是用动能定理求。例如：一质量为2kg的铅

5、球从离地面2m高处自由下落，陷入砂坑中2cm深处，求砂子对铅球的平均阻力。[提示：直接对全过程应用动能定理：mg(H+h)-fh=0-0]例2一列车的质量是5×105kg，在平直的轨道上以额定功率3000kW加速行驶，当速度由10m/s加速到可能达到的最大速率30m/s时，共用了3min，则在这段时间内列车前进的距离是多少？（假设地面及空气给汽车的阻力为恒力）解析①确定研究对象为水平面上的汽车；②汽车受到重力、地面的支持力、地面给的牵引力（静摩擦力）；地面滚动摩擦力及空气给的滑动摩擦阻力总计为f（如图所示

6、）；③地面给的牵引力对汽车做正功（但为变力做功）；阻力f对汽车做负功，其余力均不做功；④汽车的速度由10m/s增加到30m/s；⑤根据W总=mv22/2－mv12/2列方程为Pt-fs=m(v22-v12)/2┄┄①当列车达到最大速率时以vm匀速行驶，f=P/vm=1×105N┄┄②,代入数据得s=3400m┄┄③拓展涉及机车功率问题时，首先要区别是牵引力不变还是牵引力做功的功率不变，即要确定机车的运动模式，不同的模式，其运动规律是不同的，本例中由于列车功率不变，列车在做变加速度运动，因此不满足匀变速运动

7、规律。本题的常见错误是认为列车的牵引力是恒力，从而应用牛顿第二定律求出加速度，在根据运动学公式求出列车运动的位移。或利用平均速度公式来计算位移。例3质量为m的物体在水平地面上以一定的初速度滑行，若物体与地面之间的动摩擦因数为μ，在开始阶段受到与初速同方向的水平推力F1作用前进S1位移，接着以同方向的水平推力F2作用进S2位移，然后撤除外力，物体再前进S3位移后停止。求物体的初速度v0。解析本题有三个物理过程，考虑到物体的受力情况，力的做功情况很清晰，可以用全过程的动能定理一次性处理。F1和F2均为动力做功

8、，滑动摩擦力μmg为阻力做负功，各力做功的代数和等于物体动能的变化F1S1+F2S2-μmg(S1+S2)=0-mv02/2┄┄①,解得:拓展本题涉及的三个运动过程中，物体受到的合外力都是恒力，当然可以用牛顿运动来处理，但是应分成三个物理过程分段解答，至少应解六步才可得解，显然比较烦琐。而动能定理可以将全过程当作一个过程来处理，充分体现出它的优越性，学习过程中要善于选择合适的过程来处理问题。例如：一钢球质量为m，自高度H处静止