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1、第1页/共42页第2页/共42页第3页/共42页第4页/共42页自学教材自学教材 1定义定义 物体由于物体由于 而具有的能量。而具有的能量。2大小大小 物体的动能等于物体物体的动能等于物体 与物体与物体 的的乘积的一半。乘积的一半。运动质量速度大小的二次方第5页/共42页3表达式表达式Ek 。4单位单位与功的单位相同，国际单位为与功的单位相同，国际单位为 。1 J 。焦耳1 Nm 1 kgm2/s2第6页/共42页重点诠释重点诠释 (1)动能是状态量，具有瞬时性，物体在某一状态的动动能是状态量，具有瞬时性，物体在某一状态的动能由物体的质量和该状态下物体的速度共同决定。能由物体的质量和该状态下物
2、体的速度共同决定。(2)物体的动能具有相对性，由于对不同的参考系，同物体的动能具有相对性，由于对不同的参考系，同一物体的瞬时速度有不同值，所以在同一状态下物体的动一物体的瞬时速度有不同值，所以在同一状态下物体的动能也有不同值。一般地如无特别说明，物体的动能均是相能也有不同值。一般地如无特别说明，物体的动能均是相对于地面的。对于地面的。(3)动能是标量，只有大小没有方向。动能没有负值，动能是标量，只有大小没有方向。动能没有负值，与物体的速度方向无关。与物体的速度方向无关。第7页/共42页1质量一定的物体质量一定的物体()A速度发生变化时其动能一定变化速度发生变化时其动能一定变化B速度发生变化时其
3、动能不一定变化速度发生变化时其动能不一定变化C速度不变时其动能一定不变速度不变时其动能一定不变D动能不变时其速度一定不变动能不变时其速度一定不变解析：解析：速度是矢量，速度变化时可能只有方向变化，速度是矢量，速度变化时可能只有方向变化，而大小不变，动能是标量，所以速度只有方向变化时，而大小不变，动能是标量，所以速度只有方向变化时，动能可以不变，动能不变时，只能说明速度大小不变，动能可以不变，动能不变时，只能说明速度大小不变，但速度方向不一定不变，故只有但速度方向不一定不变，故只有B、C正确。正确。答案：答案：BC第8页/共42页maxEk图441自学教材自学教材第9页/共42页 2实验验证实验
4、验证 (1)实验装置：应用必修实验装置：应用必修1中中“探究探究a与与F、m之间的定量之间的定量关系关系”的实验装置，如图的实验装置，如图442所示。所示。图442第10页/共42页 (2)实验原理：从打出的纸带及拉力实验原理：从打出的纸带及拉力F与小车质量的数与小车质量的数据进行分析，利用纸带测量数据，计算小车打下各计数点据进行分析，利用纸带测量数据，计算小车打下各计数点时的时的 。进而验证小车运动到打下各计数点过程。进而验证小车运动到打下各计数点过程中合外力对它做的功中合外力对它做的功W与与 的相等关系。的相等关系。(3)实验结论：实验结论：W ek。瞬时速度动能增加Ek第11页/共42页
5、Ek2Ek1合外力所做的功代数和动能增加动能减少恒力直线变力曲线第12页/共42页重点诠释重点诠释 1动能定理的理解动能定理的理解 (1)功功W的含义：合外力对物体所做的功或所有外力做的含义：合外力对物体所做的功或所有外力做功的代数和。功的代数和。(2)功功W的求法：的求法：合外力对物体所做的功合外力对物体所做的功WF合合xcos。(适用于合外适用于合外力恒定的情况力恒定的情况)各个力对物体所做功的代数和各个力对物体所做功的代数和WW1W2Wn。(3)动能的改变量：动能的改变量：EkEk2Ek1 合外力对物体做正功，合外力对物体做正功，W0，动能增加，动能增加，Ek0。合外力对物体做负功，合外
6、力对物体做负功，W0，动能减少，动能减少，Ek0。第13页/共42页 2应用动能定理的解题步骤应用动能定理的解题步骤 (1)确定研究对象，通常是单个物体。确定研究对象，通常是单个物体。(2)明确运动过程，可以是运动的某段过程，也可以明确运动过程，可以是运动的某段过程，也可以是运动的整个过程。是运动的整个过程。(3)分析受力情况及各力做功情况。分析受力情况及各力做功情况。(4)找准对应过程的始末动能找准对应过程的始末动能(或速度或速度)(5)依据动能定理列式求解。依据动能定理列式求解。第14页/共42页 3应用动能定理应注意的问题应用动能定理应注意的问题 (1)动能定理既适用于恒力作用过程，也适
7、用于变力作用动能定理既适用于恒力作用过程，也适用于变力作用过程。通过动能变化求变力做功是一种常用的思维方法。过程。通过动能变化求变力做功是一种常用的思维方法。(2)动能定理既适用于物体做直线运动情况，也适用于物动能定理既适用于物体做直线运动情况，也适用于物体做曲线运动情况。凡不涉及加速度和时间及其运动过程的体做曲线运动情况。凡不涉及加速度和时间及其运动过程的细节，可优先运用动能定理求解。细节，可优先运用动能定理求解。第15页/共42页 (3)动能定理的研究对象既可以是单个物体，也可以是动能定理的研究对象既可以是单个物体，也可以是几个物体所组成的一个系统。几个物体所组成的一个系统。(4)动能定理
8、的研究过程既可以是针对运动过程中的某动能定理的研究过程既可以是针对运动过程中的某个具体过程，也可以是针对运动的全过程。个具体过程，也可以是针对运动的全过程。(5)动能定理的计算式为标量式，动能定理的计算式为标量式，v为相对同一惯性参为相对同一惯性参考系的速度，一般都选地面为参考系。考系的速度，一般都选地面为参考系。第16页/共42页2下列关于运动物体所受的合力、合力做功和动能变化下列关于运动物体所受的合力、合力做功和动能变化的关系，正确的是的关系，正确的是()A如果物体所受的合力为零，那么合力对物体做的如果物体所受的合力为零，那么合力对物体做的功一定为零功一定为零B如果合力对物体做的功为零，则
9、合力一定为零如果合力对物体做的功为零，则合力一定为零C物体在合力作用下做匀变速直线运动，则动能在物体在合力作用下做匀变速直线运动，则动能在这段过程中变化量一定不为零这段过程中变化量一定不为零D物体的动能不发生变化，物体所受合力一定是零物体的动能不发生变化，物体所受合力一定是零第17页/共42页解析：解析：做匀速圆周运动的物体，合力方向始终和运动方做匀速圆周运动的物体，合力方向始终和运动方向垂直，合力做功为零，但合力并不为零，其动能也不向垂直，合力做功为零，但合力并不为零，其动能也不发生变化，故发生变化，故B、D错误；物体在合力作用下做匀减速直错误；物体在合力作用下做匀减速直线运动时，动能变化量
10、可能为零，线运动时，动能变化量可能为零，C错误。错误。答案：答案：A第18页/共42页第19页/共42页 例例1有一质量为有一质量为m的木块，从半径为的木块，从半径为r的的圆弧曲面上的圆弧曲面上的a点滑向点滑向b点，如图点，如图443所示。所示。如果由于摩擦使木块的运动速率保持不变，则如果由于摩擦使木块的运动速率保持不变，则以下叙述正确的是以下叙述正确的是()A木块所受的合外力为零木块所受的合外力为零 B因木块所受的力都不对其做功，所以合外力的功为零因木块所受的力都不对其做功，所以合外力的功为零 C重力和摩擦力的总功为零重力和摩擦力的总功为零 D重力和摩擦力的合力为零重力和摩擦力的合力为零 图
11、图443第20页/共42页 思路点拨思路点拨解答本题时应注意以下两个方面：解答本题时应注意以下两个方面：(1)木块做曲线运动，速度一定变化。木块做曲线运动，速度一定变化。(2)合外力的功与动能变化的关系。合外力的功与动能变化的关系。解析解析物体做曲线运动，速度方向变化，加速度不为物体做曲线运动，速度方向变化，加速度不为零，合外力不为零，零，合外力不为零，A错。速率不变，动能不变，由动能定错。速率不变，动能不变，由动能定理知，合外力做功为零，支持力始终不做功，重力做正功，理知，合外力做功为零，支持力始终不做功，重力做正功，所以重力做的功与阻力做的功代数和为零，但重力和阻力的所以重力做的功与阻力做
12、的功代数和为零，但重力和阻力的合力不为零，合力不为零，C对，对，B、D错。错。答案答案C第21页/共42页借题发挥借题发挥(1)合外力是否为零，可分析物体的加速度是否为零。合外力是否为零，可分析物体的加速度是否为零。(2)可应用动能定理分析合外力对物体做功的大小。可应用动能定理分析合外力对物体做功的大小。第22页/共42页1如图如图444所示，质量相同的物体所示，质量相同的物体分别自斜面分别自斜面AC和和BC的顶端由静止开的顶端由静止开始下滑，物体与斜面间的动摩擦因始下滑，物体与斜面间的动摩擦因数都相同，物体滑到斜面底部数都相同，物体滑到斜面底部C点时的动能分别为点时的动能分别为Ek1和和Ek
13、2，下滑过程中克服摩擦力所做的功分别为，下滑过程中克服摩擦力所做的功分别为W1和和W2，则，则()AEk1Ek2W1W2 BEk1Ek2W1W2CEk1Ek2W1W2 DEk1Ek2W1W2图444第23页/共42页解析：解析：设斜面的倾角为设斜面的倾角为，斜面的底边长为，斜面的底边长为s，则下滑过程，则下滑过程中克服摩擦力做的功为中克服摩擦力做的功为Wmgcos s/cos mgs，所以，所以两种情况下克服摩擦力做的功相等。又由于两种情况下克服摩擦力做的功相等。又由于B的高度比的高度比A低，低，所以由动能定理可知所以由动能定理可知Ek1Ek2，故选，故选B。答案：答案：B第24页/共42页
14、例例2如图如图445所示，用同种材所示，用同种材料制成的一个轨道料制成的一个轨道ABC，AB段为四分之段为四分之一圆弧，半径为一圆弧，半径为R，水平放置的，水平放置的BC段长为段长为R。一个物块质量为。一个物块质量为m，与轨道的动摩擦因数为，与轨道的动摩擦因数为，它由轨，它由轨道顶端道顶端A从静止开始下滑，恰好运动到从静止开始下滑，恰好运动到C端停止，求：端停止，求：(1)物块运动至物块运动至B处的速度多大？处的速度多大？(2)物块在物块在AB段克服摩擦力做功多少？段克服摩擦力做功多少？图图445第25页/共42页 思路点拨思路点拨物块在物块在AB段做圆周运动，在下滑过段做圆周运动，在下滑过程
15、中对轨道程中对轨道AB段的压力是变化的，因此物块在段的压力是变化的，因此物块在AB段段的摩擦力是变化的，求变力做功可用动能定理。的摩擦力是变化的，求变力做功可用动能定理。第26页/共42页第27页/共42页 借题发挥借题发挥 (1)变力做功一般不能直接用功的公式求解，可应用动变力做功一般不能直接用功的公式求解，可应用动能定理求解。能定理求解。(2)所求的变力的功可以是合力的功，也可以是其中一所求的变力的功可以是合力的功，也可以是其中一个力的功，但动能定理中，合力的功才等于动能增量。个力的功，但动能定理中，合力的功才等于动能增量。(3)待求变力的功一般用符号待求变力的功一般用符号W表示，但要分清
16、是变力表示，但要分清是变力的功，还是克服此变力的功。的功，还是克服此变力的功。第28页/共42页2.(2012北京高考北京高考)如图如图446所示，质所示，质量为量为m的小物块在粗糙水平桌面上做的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动，经距离直线运动，经距离l后以速度后以速度v飞离桌飞离桌面，最终落在水平地面上。已知面，最终落在水平地面上。已知l1.4 m，v3.0 m/s，m0.10 kg，物块与桌面间的动摩擦因数，物块与桌面间的动摩擦因数0.25，桌面高，桌面高h0.45 m。不计空气阻气，重力加速度。不计空气阻气，重力加速度g取取10 m/s2。求：。求：图446第29页/共42页(1)小物块
17、落地点距飞出点的水平距离小物块落地点距飞出点的水平距离s；(2)小物块落地时的动能小物块落地时的动能Ek；(3)小物块的初速度大小小物块的初速度大小v0。第30页/共42页答案：答案：(1)0.90 m(2)0.90 J(3)4.0 m/s第31页/共42页 例例3如图如图447所示，所示，ABCD为一竖直平面的轨道，为一竖直平面的轨道，其中其中BC水平，水平，A点比点比BC高出高出10 m，BC长长1 m，AB和和CD轨道轨道光滑。一质量为光滑。一质量为1 kg的物体，从的物体，从A点以点以4 m/s的速度开始向下的速度开始向下运动，经过运动，经过BC后滑到高出后滑到高出C点点10.3 m的
18、的D点速度为零。求：点速度为零。求：(g10 m/s2)(1)物体与物体与BC轨道的动摩擦系数；轨道的动摩擦系数；(2)物体第物体第5次经过次经过B点时的速度；点时的速度；(3)物体最后停止的位置物体最后停止的位置(距距B点点)。第32页/共42页图图447思路点拨思路点拨解答本题时应注意以下三个方面：解答本题时应注意以下三个方面：(1)重力做功与路径无关。重力做功与路径无关。(2)摩擦力做功与路径的关系。摩擦力做功与路径的关系。(3)对于单个物体的多个过程，可全过程应用动能定理。对于单个物体的多个过程，可全过程应用动能定理。第33页/共42页第34页/共42页答案答案(1)0.5(2)13.
19、3 m/s(3)0.4 m第35页/共42页 借题发挥借题发挥 (1)应用动能定理解决多过程问题时，要根据题目应用动能定理解决多过程问题时，要根据题目所求解的问题选取合适的过程。所求解的问题选取合适的过程。(2)在运动过程中，物体受到的某个力可能是变化在运动过程中，物体受到的某个力可能是变化的或分阶段存在的，应用动能定理列式时要注意这种的或分阶段存在的，应用动能定理列式时要注意这种力做功的表达方式。力做功的表达方式。第36页/共42页第37页/共42页答案：答案：D第38页/共42页第39页/共42页 随堂基础巩固随堂基础巩固 第40页/共42页 课时跟踪训练课时跟踪训练 第41页/共42页感谢您的观看！第42页/共42页