课下作业综合提升课下作业综合提升第第2 2章章第第1 1节节新知预习新知预习巧设计巧设计名师课堂名师课堂一点通一点通创新演练创新演练大冲关大冲关要点一要点一要点二要点二随堂检测归纳小结随堂检测归纳小结要点三要点三1知道动能大小的影响因素，理解动能的知道动能大小的影响因素，理解动能的 定义。定义。2通过实验探究，掌握恒力做功与动能变通过实验探究，掌握恒力做功与动能变 化之间的关系。化之间的关系。3理解动能定理的内容和表达式，能用其理解动能定理的内容和表达式，能用其 解决实际问题。解决实际问题。读教材读教材填要点填要点一、动能一、动能1定义定义物体由于物体由于 而具有的能。而具有的能。2表达式表达式Ek 。3单位单位焦耳。焦耳。1 J1 Nm 。运运动1 kgm2/s2 3单位单位 焦耳。焦耳。1 J1 Nm 。 4矢标性矢标性 动能是动能是 ，只有大小没有方向，动能的大小仅与速度，只有大小没有方向，动能的大小仅与速度的的 有关，与速度有关，与速度 无关。无关。 二、动能定理二、动能定理 1动能定理的推导动能定理的推导 (1)建立情景：建立情景： 如图如图211所示，质量为所示，质量为m的物体，仅在恒力的物体，仅在恒力F作用下，作用下，经位移经位移s后，速度由后，速度由v1增加到增加到v2。1 kgm2/s2标量标量大小大小方向方向Fsma 2内容内容 力在一个过程中对物体所做的功等于物体在这个过程中力在一个过程中对物体所做的功等于物体在这个过程中 。 3表达式表达式 (1)W 。 (2)W 。 说明：说明：式中式中W为为 ，它等于各力做功的，它等于各力做功的 。 如果外力做正功，物体的如果外力做正功，物体的 ，外力做负功，物，外力做负功，物体的体的 。动能的变化动能的变化Ek合外力的功合外力的功代数和代数和动能增加动能增加动能减小动能减小试身手试身手夯基础夯基础1一只鸽子在空中以一只鸽子在空中以20 m/s的速度飞行，迎面有一架喷气的速度飞行，迎面有一架喷气式飞机以式飞机以480 m/s的速度飞来，设鸽子的质量为的速度飞来，设鸽子的质量为500 g。以地面为参考系，鸽子的动能为以地面为参考系，鸽子的动能为_，以飞机为，以飞机为参考系，鸽子的动能为参考系，鸽子的动能为_。答案：答案：(1)100 J(2)62 500 J2实验探究：恒力做功与动能改变的关系。实验探究：恒力做功与动能改变的关系。(1)实验需测量的物理量有功实验需测量的物理量有功(力、力、_)和动能和动能(质质量、量、_)。(2)实验器材主要有：实验器材主要有：_、_、_、一端有定滑轮的长木板等。一端有定滑轮的长木板等。(3)实验前应将长木板的无定滑轮端适当垫高，以平衡实验前应将长木板的无定滑轮端适当垫高，以平衡小车运动中受的小车运动中受的_；实验中砝码的质量要远；实验中砝码的质量要远_(选填选填“小小”、“大大”或或“等等”)于小车的质量。于小车的质量。答案：答案：(1)位移速度位移速度(2)小车打点计时器砝码小车打点计时器砝码(3)摩擦力小摩擦力小3关于做功和物体动能变化的关系，下列说法不正确的是关于做功和物体动能变化的关系，下列说法不正确的是 ()A若只有动力对物体做功，物体的动能一定增加若只有动力对物体做功，物体的动能一定增加B若只有阻力对物体做功，它的动能一定减少若只有阻力对物体做功，它的动能一定减少C力对物体所做功的代数和等于物体的末动能与初动力对物体所做功的代数和等于物体的末动能与初动 能之差能之差D动力和阻力都对物体做功，物体的动能一定变化动力和阻力都对物体做功，物体的动能一定变化解析：解析：如果动力和阻力对物体做功的代数和为零，物体如果动力和阻力对物体做功的代数和为零，物体的动能不变化。的动能不变化。答案：答案：D.4一人将质量一人将质量m2 kg的铅球以的铅球以15 m/s的速度推出，已知的速度推出，已知 铅球原来是静止的，人在推球过程中对球做功铅球原来是静止的，人在推球过程中对球做功_ J。答案：答案：225探究恒力做功与动能改变的关系探究恒力做功与动能改变的关系 1实验目的实验目的 探究恒力做功与物体动能改变的关系。探究恒力做功与物体动能改变的关系。 2实验器材实验器材 小车、砝码、天平、打点计时器、低压交流电源、细绳、小车、砝码、天平、打点计时器、低压交流电源、细绳、一端附有定滑轮的长木板、复写纸、纸带、刻度尺等。一端附有定滑轮的长木板、复写纸、纸带、刻度尺等。 3实验方案实验方案 (1)安装器材，平衡摩擦力。安装器材，平衡摩擦力。 (2)让砝码拉动小车运动。让砝码拉动小车运动。 (3)纸带记录小车的运动。纸带记录小车的运动。 (4)数据分析：拉力做功与小车动能改变的关系。数据分析：拉力做功与小车动能改变的关系。 4实验步骤实验步骤 (1)用天平测出小车的质量用天平测出小车的质量M，并记录。，并记录。 (2)按图按图212安装实验器材，安装实验器材，要调整滑轮的高度，使细绳与长木要调整滑轮的高度，使细绳与长木板平行。板平行。 (3)平衡摩擦力：将长木板无滑轮的一端垫高，改变木平衡摩擦力：将长木板无滑轮的一端垫高，改变木板的倾角，使小车及纸带能在木板上做匀速运动。板的倾角，使小车及纸带能在木板上做匀速运动。 (4)细绳一端连接小车，另一端通过滑轮挂上砝码，注细绳一端连接小车，另一端通过滑轮挂上砝码，注意砝码的质量要远小于小车的质量。意砝码的质量要远小于小车的质量。图图212 (5)纸带的一端固定在小车后面，另一端穿过打点计时纸带的一端固定在小车后面，另一端穿过打点计时器，开始实验时，要先接通电源，然后放开小车，此时可器，开始实验时，要先接通电源，然后放开小车，此时可认为小车所受的合外力就等于砝码的重力。认为小车所受的合外力就等于砝码的重力。 (6)记录测量数据：用天平测出小车的质量记录测量数据：用天平测出小车的质量M，砝码的，砝码的质量质量m；用刻度尺测出纸带上各点到第一个点的距离。；用刻度尺测出纸带上各点到第一个点的距离。 (7)计算速度：由纸带根据一段时间内的平均速度等于计算速度：由纸带根据一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，来计算各对应时刻小车的速度。中间时刻的瞬时速度，来计算各对应时刻小车的速度。图图213(2)实验的数据处理：实验的数据处理：计算各数据中计算各数据中v2和相应的外力做功和相应的外力做功W的数值填入下表的数值填入下表编号号数据数据物理量物理量123456速度速度v 2/(m2s2)外力做功外力做功W/J 利用坐标方格纸，将各组数据在坐标纸上标出，然利用坐标方格纸，将各组数据在坐标纸上标出，然后作出后作出Wv2图线。如果作出的图线是一条直线，说明外图线。如果作出的图线是一条直线，说明外力做功力做功W与物体速度的平方与物体速度的平方v2成正比，即成正比，即Wv2。 名师点睛名师点睛 (1)若忘记平衡摩擦力或没有完全平衡摩擦力会对实验若忘记平衡摩擦力或没有完全平衡摩擦力会对实验结果带来影响。结果带来影响。 (2)实验中，由于砝码质量远小于小车质量，可认为绳实验中，由于砝码质量远小于小车质量，可认为绳子对小车的拉力子对小车的拉力Fmg，而实际情况是：砝码向下加速时，而实际情况是：砝码向下加速时，mgFma，所以，所以F 0，动能增加，动能增加，Ek0。 合外力对物体做负功，合外力对物体做负功，W0，动能减少，动能减少，Ek0。 (4)动能定理的适用范围：既适用于恒力做功也适用于变动能定理的适用范围：既适用于恒力做功也适用于变力做功；既适用于直线运动也适用于曲线运动；既可应用于物力做功；既适用于直线运动也适用于曲线运动；既可应用于物体运动的全程，也可应用于物体运动过程的某一阶段。体运动的全程，也可应用于物体运动过程的某一阶段。 名师点睛名师点睛 (1)动能定理定量揭示了力对物体所做总功与物体动能变动能定理定量揭示了力对物体所做总功与物体动能变化的关系，动能定理表达式中化的关系，动能定理表达式中W为合外力做的功，而不是某个为合外力做的功，而不是某个力做的功。力做的功。 (2)WEk2Ek1为动能的增量，即为末状态的动能与初为动能的增量，即为末状态的动能与初状态的动能之差，而与物体的运动过程无关。状态的动能之差，而与物体的运动过程无关。 2关于动能定理，下列说法正确的是关于动能定理，下列说法正确的是 () A动能定理揭示了合外力做功与物体动能之间的因动能定理揭示了合外力做功与物体动能之间的因果关系果关系 B合外力对物体所做的功不变，则物体的动能不变合外力对物体所做的功不变，则物体的动能不变 C动力对运动物体总做正功，因此物体的动能一定动力对运动物体总做正功，因此物体的动能一定增加增加 D运动物体所受的合外力为零，物体的动能一定不变运动物体所受的合外力为零，物体的动能一定不变 思路点拨思路点拨解答本题要明确解答本题要明确W合合量度物体动能的改变。量度物体动能的改变。动能的改变与动能不同。动能的改变与动能不同。 解析解析做功的过程是能量转化的过程，动能定理揭示了做功的过程是能量转化的过程，动能定理揭示了合外力做功总要引起物体动能的改变，并且合外力所做的功等合外力做功总要引起物体动能的改变，并且合外力所做的功等于物体动能的改变，合外力做功是于物体动能的改变，合外力做功是“因因”，动能改变是，动能改变是“果果”，A选项错误；合外力对物体所做的功不变，则物体的动能改变一选项错误；合外力对物体所做的功不变，则物体的动能改变一定，定，B选项错；物体所受的合外力为零，合外力的功一定为零，选项错；物体所受的合外力为零，合外力的功一定为零，物体的动能一定不变，物体的动能一定不变，D选项正确；动力对运动物体总做正功，选项正确；动力对运动物体总做正功，但合外力不一定做正功，因此物体的动能不一定增加，但合外力不一定做正功，因此物体的动能不一定增加，C选项选项错。错。 答案答案D 动能定理揭示了外力做的总功与动能变化的关系，动能定理揭示了外力做的总功与动能变化的关系，只要合外力的功不为零，动能一定变化。反之，动能变只要合外力的功不为零，动能一定变化。反之，动能变化了，合外力一定做功。化了，合外力一定做功。动能定理的应用动能定理的应用 1动能定理的解题步骤动能定理的解题步骤 (1)选定研究对象，明确运动过程；选定研究对象，明确运动过程； (2)分析物体的受力，确定各力的做功情况；分析物体的受力，确定各力的做功情况； (3)确定初、末状态及对应的初、末状态的动能；确定初、末状态及对应的初、末状态的动能； (4)应用动能定理列出方程；应用动能定理列出方程； (5)求解并进行检验。求解并进行检验。 2各步骤的注意点各步骤的注意点 (1)一般地，我们仅对单个的物体应用动能定理。选定一般地，我们仅对单个的物体应用动能定理。选定某个物体作为研究对象，要弄清它的运动发生的过程。某个物体作为研究对象，要弄清它的运动发生的过程。 (2)要做好研究对象的受力分析，如果包括多个过程，要要做好研究对象的受力分析，如果包括多个过程，要逐个进行分析。弄清是否为变力，明确各个力的做功情况，是逐个进行分析。弄清是否为变力，明确各个力的做功情况，是做正功还是做负功，将总功表示出来。做正功还是做负功，将总功表示出来。这是至关重要的一步，错误常出现在多出或漏掉一些功，或者这是至关重要的一步，错误常出现在多出或漏掉一些功，或者功的正、负判断出错。功的正、负判断出错。 (3)选定初、末状态，即研究运动过程的起、止状态，找选定初、末状态，即研究运动过程的起、止状态，找出初、末动能。出初、末动能。通常我们考虑取两个已知状态作为初、末状态。起、止状态的通常我们考虑取两个已知状态作为初、末状态。起、止状态的选定往往影响研究问题的顺利与否。选定往往影响研究问题的顺利与否。 (4)利用动能定理列方程。利用动能定理列方程。 用用WEk2Ek1列方程要注意列方程要注意W与与(Ek2Ek1)是对应同一过是对应同一过程的。程的。 名师点睛名师点睛 动能定理的表达式是一个标量方程，一般以地面为参动能定理的表达式是一个标量方程，一般以地面为参考系，凡与位移相关的质点力学问题一般都可以用动能定考系，凡与位移相关的质点力学问题一般都可以用动能定理来解决，而且往往比应用牛顿运动定律更为方便。理来解决，而且往往比应用牛顿运动定律更为方便。 3. 如图如图216所示，物体在所示，物体在离斜面底端离斜面底端5 m处由静止开始下滑，处由静止开始下滑，然后滑上由小圆弧与斜面连接的水然后滑上由小圆弧与斜面连接的水平面上，若物体与斜面及水平面间的动摩擦因数均为平面上，若物体与斜面及水平面间的动摩擦因数均为0.4，斜面倾角为斜面倾角为37，求物体能在水平面上滑行多远？，求物体能在水平面上滑行多远？ 图图216 3. 如图如图216所示，物体在所示，物体在离斜面底端离斜面底端5 m处由静止开始下滑，处由静止开始下滑，然后滑上由小圆弧与斜面连接的水然后滑上由小圆弧与斜面连接的水平面上，若物体与斜面及水平面间的动摩擦因数均为平面上，若物体与斜面及水平面间的动摩擦因数均为0.4，斜面倾角为斜面倾角为37，求物体能在水平面上滑行多远？，求物体能在水平面上滑行多远？ 图图216答案答案3.5 m 对于物体运动过程中包含几个不同物理过程的情况应对于物体运动过程中包含几个不同物理过程的情况应根据具体情况合理选择应用分段法或全程法，原则上这两根据具体情况合理选择应用分段法或全程法，原则上这两种方法对解题结果没有影响。种方法对解题结果没有影响。点击下图进入点击下图进入“随堂检测随堂检测归纳小结归纳小结” 1动能是标量，与速度大小有关，与速度方向无关，动能是标量，与速度大小有关，与速度方向无关，即即m一定的物体动能变化，速度一定变化，反之却不一定。一定的物体动能变化，速度一定变化，反之却不一定。 2应用动能定理要注意两点：一要先明确研究的过应用动能定理要注意两点：一要先明确研究的过程及初、末状态的动能，二要准确把握各力的做功情况，程及初、末状态的动能，二要准确把握各力的做功情况，并能准确表示合力的功。并能准确表示合力的功。 3变力作用过程和曲线运动的问题，应用动能定理变力作用过程和曲线运动的问题，应用动能定理求解问题是一种主要的思维方法，要培养这种思维、掌求解问题是一种主要的思维方法，要培养这种思维、掌握此方法。握此方法。