高中物理 第7章 機(jī)械能守恒定律 第7節(jié) 動(dòng)能和動(dòng)能定理課件 新人教版必修2

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1、成才之路成才之路 物理物理路漫漫其修遠(yuǎn)兮路漫漫其修遠(yuǎn)兮 吾將上下而求索吾將上下而求索人教版人教版 必修必修2 機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律第七章第七章第七節(jié)動(dòng)能和動(dòng)能定理第七節(jié)動(dòng)能和動(dòng)能定理第七章第七章學(xué)習(xí)目標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1課堂情景切入課堂情景切入2知識(shí)自主梳理知識(shí)自主梳理3重點(diǎn)難點(diǎn)突破重點(diǎn)難點(diǎn)突破4考點(diǎn)題型設(shè)計(jì)考點(diǎn)題型設(shè)計(jì)5課課 時(shí)時(shí) 作作 業(yè)業(yè)7易錯(cuò)案例剖析易錯(cuò)案例剖析6學(xué)習(xí)目標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)定位*知道動(dòng)能的概念，會(huì)用動(dòng)能的定義進(jìn)行計(jì)算知道動(dòng)能的概念，會(huì)用動(dòng)能的定義進(jìn)行計(jì)算*掌握動(dòng)能定理的內(nèi)容、公式及適用條件掌握動(dòng)能定理的內(nèi)容、公式及適用條件*會(huì)用動(dòng)能定理解決力學(xué)問(wèn)題會(huì)用動(dòng)能定理解決力學(xué)

2、問(wèn)題*感知生活中動(dòng)能定理的應(yīng)用，提高理論與實(shí)感知生活中動(dòng)能定理的應(yīng)用，提高理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力踐相結(jié)合的能力課堂情景切入課堂情景切入知識(shí)自主梳理知識(shí)自主梳理 1定義：物體由于_而具有的能叫動(dòng)能。 2表達(dá)式：Ek_ 3單位：與功的單位相同，國(guó)際單位_ 1kgm2/s21Nm1J 4標(biāo)矢性 動(dòng)能是_，只有大小，并且是狀態(tài)量。動(dòng)能動(dòng)能運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)焦耳焦耳(J)標(biāo)量標(biāo)量 1定理內(nèi)容 力在一個(gè)過(guò)程中對(duì)物體所做的功，等于物體在這個(gè)過(guò)程中_的變化。動(dòng)能定理動(dòng)能定理動(dòng)能動(dòng)能 初動(dòng)能初動(dòng)能末動(dòng)能末動(dòng)能合外力合外力代數(shù)和代數(shù)和 3適用范圍 動(dòng)能定理的研究對(duì)象是單個(gè)物體，或者是可以看成單一物體的物體系。 (1)動(dòng)能定

3、理既適用于恒力做功，也適用于_做功。 (2)動(dòng)能定理既適用于直線運(yùn)動(dòng)，也適用于_運(yùn)動(dòng)。 4功能關(guān)系 (1)合力做正功，物體動(dòng)能_，其他形式的能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。 (2)合力做負(fù)功，物體動(dòng)能_，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。變力變力曲線曲線增加增加減少減少重點(diǎn)難點(diǎn)突破重點(diǎn)難點(diǎn)突破 一、對(duì)動(dòng)能的理解 1相對(duì)性：選取不同的參考系，物體的速度不同，動(dòng)能也不同，一般以地面為參考系。 2狀態(tài)量：動(dòng)能是表征物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量，與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(或某一時(shí)刻的速度)相對(duì)應(yīng)。 3標(biāo)量性：只有大小，沒(méi)有方向；只有正值，沒(méi)有負(fù)值。 4瞬時(shí)性：動(dòng)能具有瞬時(shí)性，與某一時(shí)刻或某一位置的速率相對(duì)應(yīng)。 特別提醒： 物體速度變化(如速度的

4、大小不變，方向變化)，則物體的動(dòng)能不一定變化。而動(dòng)能變化，則速度一定變化。 二、對(duì)動(dòng)能定理的理解 1表達(dá)式的理解 (1)公式WEk2Ek1中W是合外力做的功，不是某個(gè)力做的功，W可能是正功，也可能是負(fù)功。 (2)Ek2、Ek1分別是末動(dòng)能和初動(dòng)能，Ek2可能大于Ek1，也可能小于Ek1。 2W的求法 動(dòng)能定理中的W表示的是合外力的功，可以應(yīng)用WF合lcos(僅適用于恒定的合外力)計(jì)算，還可以先求各個(gè)力的功再求其代數(shù)和，WW1W2Wn。 3動(dòng)能定理公式中等號(hào)的意義 (1)數(shù)量關(guān)系：即合外力所做的功與物體動(dòng)能的變化具有等量代換關(guān)系。可以通過(guò)計(jì)算物體動(dòng)能的變化，求合力的功，進(jìn)而求得某一力的功。 (2

5、)單位相同：國(guó)際單位都是焦耳。 (3)因果關(guān)系：合外力的功是物體動(dòng)能變化的原因。 4適用范圍 動(dòng)能定理應(yīng)用廣泛，直線運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)、恒力做功、變力做功、同時(shí)做功、分段做功等各種情況均適用。 特別提醒： (1)動(dòng)能定理說(shuō)明了外力對(duì)物體所做的總功和動(dòng)能變化間的一種因果關(guān)系和數(shù)量關(guān)系，不可理解為功轉(zhuǎn)變成了物體的動(dòng)能，而是意味著“功引起物體動(dòng)能的變化”，即物體動(dòng)能的變化是通過(guò)外力做功的過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 (2)動(dòng)能定理中的位移和速度必須是相對(duì)于同一個(gè)參考系的，一般以地面或相對(duì)地面靜止的物體為參考系。 答案：C 解析：物體做曲線運(yùn)動(dòng)，速度方向變化，加速度不為零，合外力不為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；速率不變，動(dòng)能不變，

6、由動(dòng)能定理知，合外力做功為零，支持力始終不做功，重力做正功，所以重力做的功與阻力做的功代數(shù)和為零，但重力和阻力的合力不為零，選項(xiàng)C正確、選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤。 三、動(dòng)能定理的應(yīng)用 1應(yīng)用動(dòng)能定理解題的步驟： (1)確定研究對(duì)象和研究過(guò)程(研究對(duì)象一般為單個(gè)物體或相對(duì)靜止的物體組成的系統(tǒng))。 (2)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析(注意哪些力做功哪些力或不做功)。 (3)確定合外力對(duì)物體做的功(注意功的正負(fù))。 (4)確定物體的初、末動(dòng)能(注意動(dòng)能增量是末動(dòng)能減初動(dòng)能)。 (5)根據(jù)動(dòng)能定理列式、求解。 特別提醒： 應(yīng)用動(dòng)能定理解題，關(guān)鍵是對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行準(zhǔn)確的受力分析及運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析，并畫(huà)出物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程的草圖，借

7、助草圖理解物理過(guò)程和各量關(guān)系。有些力在物體運(yùn)動(dòng)全過(guò)程中不是始終存在的，在計(jì)算外力做功時(shí)更應(yīng)引起注意。 2動(dòng)能定理與牛頓定律解題的比較 兩種思路對(duì)比可看出應(yīng)用動(dòng)能定理解題不涉及加速度、時(shí)間，不涉及矢量運(yùn)算，運(yùn)算簡(jiǎn)單，不易出錯(cuò)。牛頓定律牛頓定律動(dòng)能定理動(dòng)能定理相同點(diǎn)相同點(diǎn)確定研究對(duì)象，對(duì)物體進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析確定研究對(duì)象，對(duì)物體進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析適用條件適用條件只能研究恒力作用下物體只能研究恒力作用下物體做直線運(yùn)動(dòng)的情況做直線運(yùn)動(dòng)的情況對(duì)于物體在恒力或變力作對(duì)于物體在恒力或變力作用下，物體做直線運(yùn)動(dòng)或用下，物體做直線運(yùn)動(dòng)或曲線運(yùn)動(dòng)均適用曲線運(yùn)動(dòng)均適用應(yīng)用方法應(yīng)用方法要考慮運(yùn)動(dòng)過(guò)程的

8、每一個(gè)要考慮運(yùn)動(dòng)過(guò)程的每一個(gè)細(xì)節(jié)，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解細(xì)節(jié)，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解題題只考慮各力的做功情況及只考慮各力的做功情況及初、末狀態(tài)的動(dòng)能初、末狀態(tài)的動(dòng)能運(yùn)算方法運(yùn)算方法矢量運(yùn)算矢量運(yùn)算代數(shù)運(yùn)算代數(shù)運(yùn)算 答案：C考點(diǎn)題型設(shè)計(jì)考點(diǎn)題型設(shè)計(jì)對(duì)動(dòng)能及動(dòng)能定理的理解對(duì)動(dòng)能及動(dòng)能定理的理解 解析：力是改變物體速度的原因，物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，合外力一定不為零，但合外力不為零時(shí)，做功可能為零，動(dòng)能可能不變，A、B錯(cuò)誤。物體合外力做功，它的動(dòng)能一定變化，速度也一定變化，C正確。物體的動(dòng)能不變，所受合外力做功一定為零，但合外力不一定為零，D錯(cuò)誤。 答案：C 答案：45050動(dòng)能定理的初步應(yīng)用動(dòng)能定理的初步應(yīng)用 點(diǎn)評(píng)

9、：動(dòng)能定理反映了合力做功與初、末狀態(tài)動(dòng)能變化量之間的關(guān)系，由于初、末動(dòng)能與初、末速度對(duì)應(yīng)，因而利用動(dòng)能定理可方便地求解初、末狀態(tài)的速度。 答案：A用動(dòng)能定理解決變力做功問(wèn)題用動(dòng)能定理解決變力做功問(wèn)題 (1)小船從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的全過(guò)程克服阻力做的功Wf； (2)小船經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大小v1； 點(diǎn)評(píng)：由于電動(dòng)機(jī)的功率恒定，故電機(jī)做功可以用WPt來(lái)計(jì)算，在這種情況下，牽引力是不斷變化的。 答案：2900J用動(dòng)能定理處理多過(guò)程問(wèn)題用動(dòng)能定理處理多過(guò)程問(wèn)題 答案：(1)2J(2)35N(3)2.77m 點(diǎn)評(píng)：(1)應(yīng)用動(dòng)能定理解決多過(guò)程問(wèn)題時(shí)，要根據(jù)題目所求解的問(wèn)題選取合適的過(guò)程，可以分過(guò)程，也可以整

10、過(guò)程一起研究。 (2)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，物體受到的某個(gè)力可能是變化的或分階段存在的，應(yīng)用動(dòng)能定理列式時(shí)要注意這種力做功的表達(dá)方式。探究探究應(yīng)用應(yīng)用 (1)如果雞蛋不被摔壞，直接撞擊地面速度最大不能超過(guò)多少？ (2)如果使用該裝置，雞蛋夾放的位置離裝置下端的距離x至少為多少？(小數(shù)點(diǎn)后面保留兩位數(shù)字) 答案：A易錯(cuò)案例剖析易錯(cuò)案例剖析 易錯(cuò)分析：由于ABBC所以誤認(rèn)為從A到B和從B到C的過(guò)程中F做的功相等，選A。 正確解答：由動(dòng)能定理得，EkBEkAWAB，EkCEkBWBC，由于物體所受的重力和支持力不做功，因此合外力做的功就等于拉力所做的功。由幾何關(guān)系可知，從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中，力F作用點(diǎn)的位移大于從B到C過(guò)程中的力F作用點(diǎn)的位移，因此WABWBC，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，C正確；由于物體的初動(dòng)能不確定，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 正確答案：C 點(diǎn)評(píng)：因?yàn)楹芏嗤瑢W(xué)認(rèn)為ABBC，而F是恒力，則從A到B和從B到C過(guò)程中F所做的功相等。錯(cuò)誤原因在于“張冠李戴”，本題中豎直向下的力F是恒力，但物體所受的拉力并非恒力(方向變化)，物體的位移相等而力F作用點(diǎn)的位移并不相等。課課 時(shí)時(shí) 作作 業(yè)業(yè)