高三物理教案：动能和动能定理复习教

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本文题目：高三物理教案：动能和动能定理复习教案

第2课时　动能和动能定理

导学目标 1.掌握动能的概念，会求动能的变化量.2.掌握动能定理，并能熟练运用.

一、动能

[基础导引]

关于某物体动能的一些说法，正确的是 (　　)

A.物体的动能变化，速度一定变化

B.物体的速度变化，动能一定变化

C.物体的速度变化大小相同时，其动能变化大小也一定相同

D.选择不同的参考系时，动能可能为负值

E.动能可以分解到两个相互垂直的方向上进行运算

[知识梳理]

1.定义：物体由于________而具有的能.

2.公式：______________，式中v为瞬时速度.

3.矢标性：动能是________，没有负值，动能与速度的方向______.

4.动能是状态量，动能的变化是过程量，等于__________减初动能，即ΔEk=__________________.

思考：动能一定是正值，动能的变化量为什么会出现负值?正、负表示什么意义?

二、动能定理

[基础导引]

1. 质量是2 g的子弹，以300 m/s的速度射入厚度是5 cm的木板(如图1

所示)，射穿后的速度是100 m/s.子弹射穿木板的过程中受到的平均阻

力是多大?你对题目中所说的“平均”一词有什么认识?

2.质量为500 g的足球被踢出后，某人观察它在空中的飞行情况，估计上升的最大高度是10 m，在最高点的速度为20 m/s.根据这个估计，计算运动员踢球时对足球做的功.

[知识梳理]

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____________

表达式 W=ΔEk=________________

对定理

的理解 W>0，物体的动能________

W<0，物体的动能________

W=0，物体的动能不变

适用

条件 (1)动能定理既适用于直线运动，也适用于________

(2)既适用于恒力做功，也适用于________

(3)力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以____________

考点一　动能定理的基本应用

考点解读

1.应用动能定理解题的步骤

(1)选取研究对象，明确并分析运动过程.

(2)分析受力及各力做功的情况，求出总功.

受哪些力→各力是否做功→做正功还是负功→做多少功→确定求总功思路→求出总功

(3)明确过程初、末状态的动能Ek1及Ek2.

(4)列方程W=Ek2-Ek1，必要时注意分析题目潜在的条件，列辅助方程进行求解.

2.应用动能定理的注意事项

(1)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.

(2)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，将该力做功表示为-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.

(3)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.

(4)动能定理是求解物体位移或速率的简捷公式.当题目中涉及到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.

典例剖析

例1　如图2所示，用恒力F使一个质量为m的物体由静止开始沿

水平地面移动的位移为l，力F跟物体前进的方向的夹角为α，

物体与地面间的动摩擦因数为μ，求：

(1)力F对物体做功W的大小;

(2)地面对物体的摩擦力Ff的大小;

(3)物体获得的动能Ek.

跟踪训练1　如图3所示，用拉力F使一个质量为m的木箱由静止

开始在水平冰道上移动了l，拉力F跟木箱前进方向的夹角为α，

木箱与冰道间的动摩擦因数为μ，求木箱获得的速度.

考点二　利用动能定理求功

考点解读

由于功是标量，所以动能定理中合力所做的功既可通过合力来计算(W总=F合lcos α)，也可用每个力做的功来计算(W总=W1+W2+W3+…).这样，原来直接利用功的定义不能计算的变力的功可以利用动能定理方便的求得，它使得一些可能无法进行研究的复杂的力学过程变得易于掌握和理解.

典例剖析

例2　如图4所示，质量为m的小球用长为L的轻质细线悬于O点，与

O点处于同一水平线上的P点处有一个光滑的细钉.已知OP=L2，在

A点给小球一个水平向左的初速度v0，发现小球恰能到达跟P点在同

一竖直线上的最高点B.则：

(1)小球到达B点时的速率?

(2)若不计空气阻力，则初速度v0为多少?

(3)若初速度v0=3gL，则在小球从A到B的过程中克服空气阻力做了多少功?

跟踪训练2　如图5所示，一位质量m=65 kg参加“挑战极限运动”的业余选手要越过一宽度为x=3 m的水沟，跃上高为h=1.8 m的平台.采用的方法是：人手握一根长L=3.05 m的轻质弹性杆一端，从A点由静止开始匀加速助跑，至B点时，杆另一端抵在O点的阻挡物上，接着杆发生形变，同时人蹬地后被弹起，到达最高点时杆处于竖直，人的重心恰位于杆的顶端，此刻人放开杆水平飞出，最终趴落到平台上，运动过程中空气阻力可忽略不计.(g取10 m/s2)

图5

(1)设人到达B点时速度vB=8 m/s，人匀加速运动的加速度a=2 m/s2，求助跑距离xAB.

(2)设人跑动过程中重心离地高度H=1.0 m，在(1)问的条件下，在B点人蹬地弹起瞬间，人至少再做多少功?

14.用“分析法”解多过程问题

例3　如图6所示是某公司设计的“2009”玩具轨

道，是用透明的薄壁圆管弯成的竖直轨道，其中引

入管道AB及“200”管道是粗糙的，AB是与

“2009”管道平滑连接的竖直放置的半径为R=

0.4 m的14圆管轨道，已知AB圆管轨道半径与“0”

字型圆形轨道半径相同.“9”管道是由半径为2R的光滑14圆弧和

半径为R的光滑34圆弧以及两段光滑的水平管道、一段光滑的竖直管道组成，“200”管

道和“9”管道两者间有一小缝隙P.现让质量m=0.5 kg的闪光小球(可视为质点)从距 A点高H=2.4 m处自由下落，并由A点进入轨道AB，已知小球到达缝隙P时的速率为 v=8 m/s，g取10 m/s2.求：

(1)小球通过粗糙管道过程中克服摩擦阻力做的功;

(2)小球通过“9”管道的最高点N时对轨道的作用力;

(3)小球从C点离开“9”管道之后做平抛运动的水平位移.

方法提炼

1.分析法：将未知推演还原为已知的思维方法.用分析法研究问题时，需要把问题化整为零，然后逐步引向待求量.具体地说也就是从题意要求的待求量出发，然后按一定的逻辑思维顺序逐步分析、推演，直到待求量完全可以用已知量表达为止.因此，分析法是从未知到已知，从整体到局部的思维过程.

2.分析法的三个方面：

(1)在空间分布上可以把整体分解为各个部分：如力学中的隔离，电路的分解等;

(2)在时间上把事物发展的全过程分解为各个阶段：如运动过程可分解为性质不同的各个阶段;

(3)对复杂的整体进行各种因素、各个方面和属性的分析.

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