2015年秋高中物理(人教版)必修二课件第7章第7节动能和动能定理

成才之路·物理路漫漫其修远兮吾将上下而求索人教版·必修2第七章机械守恒定律成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2机械守恒定律第七章第七章第七节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2第七节动能和动能定理第七章第七章第七节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2学习目标定位1课堂情景切入2知识自主梳理3重点难点突破4考点题型设计5课时作业7易错案例剖析6第七章第七节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2学习目标定位第七章第七节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2*知道动能的概念，会用动能的定义进行计算**掌握动能定理的内容、公式及适用条件**会用动能定理解决力学问题*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第七章第七节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2课堂情景切入第七章第七节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2流动的空气具有动能，台风、龙卷风可以拔起大树、掀翻车辆；流动的水具有动能，可以推动水磨、冲击水轮机发电；飞行的子弹具有动能，可以射穿物体……那么物体动能的大小与哪些因素有关呢？怎样定量地表示物体动能的大小呢？第七章第七节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2知识自主梳理第七章第七节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修21．定义：物体由于__________而具有的能叫动能。2．表达式：Ek＝__________3．单位：与功的单位相同，国际单位__________1kg·m2/s2＝1N·m＝1J4．标矢性动能是________，只有大小，并且是状态量。动能运动12mv2焦耳(J)标量第七章第七节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修21．定理内容力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中__________的变化。动能定理动能第七章第七节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修22．表达式W＝Ek2－Ek1＝____________。其中：(1)Ek1＝12mv21表示物体的__________；(2)Ek2＝12mv22表示物体的__________。(3)W表示物体所受__________做的功，或者物体所受所有外力对物体做功的__________。12mv22－12mv21初动能末动能合外力代数和第七章第七节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修23．适用范围动能定理的研究对象是单个物体，或者是可以看成单一物体的物体系。(1)动能定理既适用于恒力做功，也适用于_______做功。(2)动能定理既适用于直线运动，也适用于_______运动。4．功能关系(1)合力做正功，物体动能________，其他形式的能转化为动能。(2)合力做负功，物体动能________，动能转化为其他形式的能。变力曲线增加减少第七章第七节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2重点难点突破第七章第七节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2一、对动能的理解1．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。2．状态量：动能是表征物体运动状态的物理量，与物体的运动状态(或某一时刻的速度)相对应。3．标量性：只有大小，没有方向；只有正值，没有负值。4．瞬时性：动能具有瞬时性，与某一时刻或某一位置的速率相对应。第七章第七节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2特别提醒：物体速度变化(如速度的大小不变，方向变化)，则物体的动能不一定变化。而动能变化，则速度一定变化。第七章第七节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2下表中给出了一头牛慢步行走和一名普通中学生百米赛跑时的一些数据。分析数据可以得出，对物体动能大小影响较大的因素是________，你这样判断的依据是______________。物体质量m/kg速度v/(m·s－1)动能E/J牛约600约0.5约75中学生约50约6约900答案：速度中学生的质量是牛的112，速度是牛的12倍，但中学生的动能比牛的动能大得多第七章第七节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2二、对动能定理的理解1．表达式的理解(1)公式W＝Ek2－Ek1中W是合外力做的功，不是某个力做的功，W可能是正功，也可能是负功。(2)Ek2、Ek1分别是末动能和初动能，Ek2可能大于Ek1，也可能小于Ek1。2．W的求法动能定理中的W表示的是合外力的功，可以应用W＝F合·lcosα(仅适用于恒定的合外力)计算，还可以先求各个力的功再求其代数和，W＝W1＋W2＋…＋Wn。第七章第七节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修23．动能定理公式中等号的意义(1)数量关系：即合外力所做的功与物体动能的变化具有等量代换关系。可以通过计算物体动能的变化，求合力的功，进而求得某一力的功。(2)单位相同：国际单位都是焦耳。(3)因果关系：合外力的功是物体动能变化的原因。4．适用范围动能定理应用广泛，直线运动、曲线运动、恒力做功、变力做功、同时做功、分段做功等各种情况均适用。第七章第七节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2特别提醒：(1)动能定理说明了外力对物体所做的总功和动能变化间的一种因果关系和数量关系，不可理解为功转变成了物体的动能，而是意味着“功引起物体动能的变化”，即物体动能的变化是通过外力做功的过程来实现的。(2)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。第七章第七节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2下列关于运动物体的合外力做功和动能、速度变化的关系，正确的是()A．物体做变速运动，合外力一定不为零，动能一定变化B．若合外力对物体做功为零，则合外力一定为零C．物体的合外力做功，它的速度大小一定发生变化D．物体的动能不变，所受的合外力必定为零答案：C第七章第七节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2解析：力是改变物体速度的原因，物体做变速运动时，合外力一定不为零，但合外力不为零时，做功可能为零，动能可能不变，A、B错误。物体合外力做功，它的动能一定变化，速度也一定变化，C正确。物体的动能不变，所受合外力做功一定为零，但合外力不一定为零，D错误。第七章第七节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2三、动能定理的应用1．基本步骤(1)选取研究对象，明确它的运动过程；(2)分析研究对象的受力情况和各力的做功情况：受哪些力→各力是否做功→做正功还是负功→做多少功→各力做功的代数和(3)明确研究对象在过程的始末状态的动能Ek1和Ek2；(4)列出动能定理的方程W合＝Ek2－Ek1及其他必要的解题方程，进行求解。第七章第七节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修22．注意事项(1)动能定理的研究对象可以是单一物体，或者是可以看做一物体的物体系统。(2)动能定理是求解物体的位移或速率的简捷公式。当题目涉及位移和速度而不涉及时间时可优先考虑动能定理；处理曲线运动中的速率问题时也要优先考虑动能定理。第七章第七节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2(3)若过程包含了几个运动性质不同的分过程，既可分段考虑也可整个过程考虑。但求功时，有些力不是全过程都做功，必须根据不同的情况分别对待求出总功。(4)应用动能定理时，必须明确各力做功的正、负。当一个力做负功时，可设物体克服该力做功为W，将该力做功表达为－W，也可以直接用字母W表示该力做功，使其字母本身含有负号。第七章第七节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2特别提醒：应用动能定理解题，关键是对研究对象进行准确的受力分析及运动过程分析，并画出物体运动过程的草图，借助草图理解物理过程和各量关系。有些力在物体运动全过程中不是始终存在的，在计算外力做功时更应引起注意。第七章第七节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2四、动能定理与牛顿定律解题的比较两种思路对比可看出应用动能定理解题不涉及加速度、时间，不涉及矢量运算，运算简单，不易出错。牛顿定律动能定理相同点确定研究对象，对物体进行受力分析和运动过程分析适用条件只能研究恒力作用下物体做直线运动的情况对于物体在恒力或变力作用下，物体做直线运动或曲线运动均适用应用方法要考虑运动过程的每一个细节，结合运动学公式解题只考虑各力的做功情况及初、末状态的动能运算方法矢量运算代数运算第七章第七节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2(山东师大附中2013～2014学年高一下学期检测)如图所示，在2014世界杯足球比赛时，某方获得一次罚点球机会，该方一名运动员将质量为m的足球以速度v0猛地踢出，结果足球以速度v撞在球门高h的门梁上而被弹出。现用g表示当地的重力加速度，则此足球在空中飞往门梁的过程中克服空气阻力所做的功应等于()第七章第七节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2A．mgh＋12mv2－12mv20B．12mv2－12mv20－mghC．12mv20－12mv2－mghD．mgh＋12mv20－12mv2答案：C解析：由动能定理得－Wf－mgh＝12mv2－12mv20Wf＝12mv20－12mv2－mgh第七章第七节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2考点题型设计第七章第七节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2动能定理的初步应用如图所示，王鹏以v0＝8m/s的速度将质量m＝6kg的铅球斜向上抛出，他的出手高度h＝1.8m。若忽略空气阻力，g取10m/s2。求：(1)铅球在掷出时所具有的重力势能(以地面为参考平面)；(2)铅球在掷出时的动能；(3)铅球落地时的速度大小。第七章第七节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2解析：(1)掷出时，铅球的重力势能：Ep＝mgh＝108J(2)掷出时，铅球的动能：Ek＝12mv20＝192J(3)设落地时的速度大小为v，由动能定理得mgh＝12mv2－12mv20解得v＝10m/s答案：(1)108J(2)192J(3)10m/s第七章第七节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2(怀化市2013～2014学年高一下学期期末)某同学用200N的力将质量为0.44kg的足球踢出，足球以10m/s的初速度沿水平草坪滚出60m后静止，则足球在水平草坪上滚动过程中克服阻力做的功是()A．4.4JB．22JC．132JD．12000J答案：B解析：根据动能定理，W＝12mv2＝12×0.44×102J＝22J。第七章第七节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2用动能定理解决变力做功问题(福州市2014～2015学年高一下学期三校联考)如图所示，用跨过光滑定滑轮的缆绳将海面上一艘失去动力的小船沿直线拖向岸边。已知拖动缆绳的电动机功率恒为P，小船的质量为m，小船受到的阻力大小恒为f，经过A点时的速度大小为v0，小船从A点沿直线加速运动到B点经历时间为t1，A、B两点间距离为d，缆绳质量忽略不计。求：第七章第七节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2(1)小船从A点运动到B点的全过程克服阻力做的功Wf；(2)小船经过B点时的速度大小v1；第七章第七节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2解析：(1)小船从A点运动到B点克服阻力做功点评：由于电动机的功率恒定，故电机做功可以用W＝Pt来计算，在这种情况下，牵引力是不断变化的。Wf＝fd①(2)小船从A点运动到B点，电动机牵引缆绳对小船做功W＝Pt1②由动能定理有W－Wf＝12mv21－12mv20③由①②③式解得v1＝v20＋2mPt1－fd答案：(1)fd(2)v20＋2mPt1－fd第七章第七节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2(济南市高新实验中学2014～2015学年高一下学期期中)如图所示，AB