2020年高中物理学案(新人教必修二)7.7《动能和动能定理》6.docx

班级_________ 组别_________ 座号_________ 姓名_________
教学目标
1.知道动能的符号、单位、表达式和标矢性，会依据动能的表达式计算运动物体的动能。
2.能依据牛顿其次定律及运动学公式导出动能定理，会用动能定理处理有关问题。
3.知道动能定理也可用于计算变力做功和曲线运动。
重点： 1.动能的理解。
2.动能定理的理解与应用。
难点: 1.动能定理的推导。
2.运用动能定理解决问题。
教学方法：学案导学
学习过程
一、 自主学习效果检测
（一）动能
1.定义:物体由于_____而具有的能。
2.表达式: 。
3.单位：与功的单位相同，国际单位为_____。 1 J=_______=___________。
4.物理量特点
(1)具有瞬时性，是_______。
(2)具有相对性，选取不同的参考系，同一物体的动能一般不同，一般是指相对于_____的动能。
(3)是_____，没有方向，Ek≥0。
二、动能定理
1.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。
2.表达式：W=______。
说明:(1)W为合力所做的功，它等于各个力做功的代数和。
(2)Ek2表示一个过程的末动能 ， Ek1表示一个过程的初动能

3.适用范围：不仅适用于_____做功和_____运动，也适用于_____做功和_____运动的状况。
三、动能定理的应用
1.动能定理不涉及物体在运动过程中的_______和_____，因此用动能定理处理问题比较简洁。
2.外力做的功可正可负。假如外力做正功，物体的动能_____；外力做负功，物体的动能_____
【判一判】
(1)一个物体的动能可能小于零。( )
(2)两质量相同的物体，动能相同，速度肯定相同。( )
(3)做匀速圆周运动的物体，速度转变，动能不变。( )
(4)动能定理仅适用于恒力做功，对变力做功不适用。( )
二、课堂导学，小组合作探究
主题一;探究影响动能大小的相关因素
1.如图甲所示，让同一辆小车分别从同一斜面的不同高度由静止开头下滑，与放在水平面上的木块相碰，比较木块在水平面上移动的距离；如图乙所示，让不同质量的小车分别从同一斜面的相同高度由静止开头下滑，与放在水平面上的木块相碰。比较木块在水平面上移动的距离。试依据试验完成下列表格。

现象
现象分析
图甲
质量相同，高度越高的小
车把木块推得_____
质量相同，高度越高，小车
滑至水平面的速度_____，对
木块做功_____
图乙
高度相同，质量越大的小
车把木块推得_____
高度相同,小车滑至水平面
的速度相同,小车质量_____，
对木块做功_____
2.依据以上试验说明物体的动能大小与什么因素有关？

【探究归纳】
探究影响动能大小的相关因素
1.探究方法：把握变量法。
2.动能的大小与物体的质量和速度的大小有关。
主题二：动能定理
1.如图所示，某物体的质量为m，在与运动方向相同的恒力F作用下在光滑水平面上发生一段位移l，速度由v1增加到v2。试求做功和动能变化的关系。

2.若水平地面与物体的滑动摩擦力恒为Ff,其他条件不变，物体速度由v1′增加到v2′,试推导合外力做功和动能变化的关系。

3.由上面的1、2，可推知怎样的结论？并分析合外力做功与动能变化的关系。
【探究归纳】
动能定理
1.表达式：W=Ek2-Ek1。
2.若合外力做正功，动能增加。
若合外力做负功，动能减小。
若合外力不做功，动能不变。
【典例2】质量为2 kg的铁球从离地面2 m高处自由下落，陷入沙坑中2 cm深处，如图所示，求沙子对铁球的平均阻力。

【规律方法】
1.应用动能定理解题的基本步骤
(1)选取争辩对象，明确它的运动过程。
(2)分析争辩对象的受力状况和各力的做功状况。
(3)明确物体在运动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
三、随堂检测，分层达标训练
【基础达标】
1．关于动能的理解，下列说法正确的是( )
A.一般状况下，中的v是相对于地面的速度
B.动能的大小由物体的质量和速率打算，与物体的运动方向无关
C.物体以相同的速率向东和向西运动，动能的大小相等，方向相反
D.当物体以不变的速率做曲线运动时其动能不断变化
2.当重力对物体做正功时，物体的重力势能和动能可能的变化状况，下面哪些说法正确( )
A.重力势能肯定增加，动能肯定减小
B.重力势能肯定减小，动能肯定增加
C.重力势能不肯定减小，动能肯定增加
D.重力势能肯定减小，动能不肯定增加
3.足球运动员用力踢质量为0.3 kg的静止足球，使足球以10 m/s的速度飞出，假定脚踢足球时对足球的平均作用力为400 N，球在水平面上运动了20 m后停止，那么人对足球做的功为( )
A.8 000 J　　　B.4 000 J　　　C.15 J　　　D.无法确定

4.某人用手将一质量为1 kg的物体由静止向上提升1 m，这时物体的速度为
2 m/s，则下列说法中错误的是(g取10 m/s2)( )
A.手对物体做功12 J B.合外力对物体做功12 J
C.合外力对物体做功2 J D.物体克服重力做功10 J
5.某个人用手托着质量为m的物体，从静止开头沿水平方向运动，前进距离s后速度为v。已知物体与人手掌之间的动摩擦因数为μ，则在以上过程中人对物体做的功为( )
A．0　　　B．mgs　　　C．μmgs　　　D．
6.人骑自行车下坡，坡长l=500 m,坡高h=8 m,人和车总质量为100 kg，下坡时初速度为4 m/s，人不踏车的状况下，到达坡底时车速为10 m/s，g取10 m/s2，则下坡过程中阻力所做的功为( )
A.－400 J　　　B.－3 800 J　　　C.－5 000 J　　　D.－4 200 J
7.一架喷气式飞机质量为5.0×103 kg，起飞过程中从静止开头滑跑。当位移达到l=5.0×102 m时，速度达到起飞速度v=60 m/s。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重力的0.02倍。求飞机受到的牵引力(g取10 m/s2)。
【力量提升】
8.(2022·长沙高一检测)小明和小强在操场上一起踢足球。若足球质量为m，小明将足球以速度v从地面上的A点踢起。当足球到达最高点B位置时距离地面高度为h，如图所示，不计空气阻力，则下列说法中正确的是( )
A.小明对足球做的功等于
B.小明对足球做的功等于
C.足球在最高点B位置处的动能为0
D.足球在最高点B位置处的动能为+mgh
9.一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点。小球在水平力F的作用下，从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点，如图所示，力F所做的功为( )

A.mglcosθ　　B.Flsinθ　　C.mgl (1－cosθ)　　D.Flcosθ
10.(2022·昆明高一检测)如图所示，光滑水平面上，一物体以速度v向右做匀速直线运动，当物体运动到P点时，对它施加一水平向左的恒力。过一段时间，物体向反方向运动再次通过P点，则物体再次通过P点时的速率( )
A.大于v　　B.小于v　　C.等于v　　D.无法确定
11.如图所示，物体在离斜面底端5 m处由静止开头下滑，然后滑到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0.4，斜面倾角为37°。求物体能在水平面上能滑行多远。

答案解析
1．【解析】选A、B。动能是标量，由物体的质量和速率打算，与物体的运动方向无关。动能具有相对性，无特殊说明，一般指相对于地面的动能。只有A、B正确。
2.【解析】选D。重力对物体做正功，重力势能肯定减小，动能的变化不确定，动能的转变看合外力做功，而不仅仅看重力做功，故选D。
3.【解析】选C。由动能定理得，人对足球做的功等于足球动能的转变，有
4.【解析】选B。整个过程中物体克服重力做功W1＝mgh＝10 J，D正确。由动能定理知，合外力对物体做的功W＝Ek2－Ek1＝2 J，B错误，C正确。手对物体做的功W2＝W＋W1＝12 J，A正确。
5.【解析】选D。由动能定理知人对物体做的功使物体增加了动能，明显D正确。
6.【解析】选B。设阻力做功为Wf，依据动能定理mgh+Wf=，
解得Wf=－3 800 J，故选B。
7.【解析】设飞机受到的牵引力为F，阻力Ff=0.02mg=1.0×103 N,由动能定理得代入数据求得F=1.9×104 N。
答案：1.9×104 N
8.【解析】选B。小明对足球做的功等于足球动能的转变,A错，B对;
从A→B,由动能定理得所以足球在最高点B位置处的动能为C、D错。
9.【解题指南】解答本题应把握以下两点：
(1)“缓慢”可认为小球动能不变。
(2)分析小球受力，确定各力做功状况，由动能定理求解。
【解析】选C。小球的运动过程是很缓慢的，因而任一时刻都可看做是平衡状态，因此F的大小不断变化，F做的功是变力功。小球上升过程只有重力mg和F这两个力做功，由动能定理得WF－mgl(1－cosθ)＝0。所以WF＝mgl(1－cosθ)，故选C。
10.【解析】选C。由于外力为恒力，因此由动能定理得所以
v′=v，即物体返回P点时速率与v大小相等。故选C。
11.【解析】对物体在斜面上和水平面上分别受力分析如图所示，设物体到斜面底端时的速率为v，物体下滑阶段

=mgcos37°
故=μ=μmgcos37°
由动能定理得
mgsin37°·l1-μmgcos37°·l1=mv2-0 ①
设物体在水平面上前进的距离为l2
=μ=μmg
由动能定理得
②
由①②两式可得

答案：3.5 m
【总结提升】多过程问题应用动能定理的求解方法
对于物理过程较为简单的问题，审题时应先画出较为明确的示意图，弄清各物理过程之间的联系。
过程较多时要弄清各个力在哪个过程做功，做正功还是做负功，做了多少功。
要确定各过程初、末态的动能，然后部分过程用动能定理或全过程用动能定理。

学校名录参见：