高中物理第四章機(jī)械能和能源動(dòng)能和動(dòng)能定理知識(shí)梳理學(xué)案教科版必修2中學(xué)教育高中教育

法中正確的是（）A．動(dòng)能是能的一種表現(xiàn)形式，凡是運(yùn)動(dòng)的物體都?jí)蚯蠼獾膯?wèn)題，應(yīng)用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)卻無(wú)法求解?？梢哉f(shuō)功轉(zhuǎn)變成動(dòng)能”，而是“功引起物體動(dòng)能的變化”．(4)動(dòng)能定理這一過(guò)程中物體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)、運(yùn)動(dòng)軌跡、做功的力是恒力還是變力等諸法中正確的是（）A．動(dòng)能是能的一種表現(xiàn)形式，凡是運(yùn)動(dòng)的物體都?jí)蚯蠼獾膯?wèn)題，應(yīng)用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)卻無(wú)法求解。可以說(shuō)功轉(zhuǎn)變成動(dòng)能”，而是“功引起物體動(dòng)能的變化”．(4)動(dòng)能定理這一過(guò)程中物體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)、運(yùn)動(dòng)軌跡、做功的力是恒力還是變力等諸k22【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究功與物體速度的變化關(guān)系.【要點(diǎn)梳理】要點(diǎn)一、探究功與速度變化的關(guān)系讓小車(chē)在橡皮繩的彈力下彈出，沿木板滑行。由于橡皮繩對(duì)小車(chē)做功，小車(chē)可以獲得速度，小車(chē)的速度可以通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)出。這樣進(jìn)行若干次測(cè)量就可以得到多組數(shù)據(jù)，通過(guò)畫(huà)圖的方法得出功與速度的（2）要將木板傾斜一定角度，使小車(chē)在木板上沿斜面向下的重力的分力與其受的摩擦力相等，目的是讓小車(chē)在木板上可以做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。以單根橡皮繩做的功為橫坐標(biāo)，以速度的平方為縱坐標(biāo)描點(diǎn)連線(xiàn)，畫(huà)出圖象。畫(huà)出Wv2圖象，圖象為直線(xiàn)，即Wv2。要點(diǎn)二、動(dòng)能、動(dòng)能的改變1③動(dòng)能具有相對(duì)性，對(duì)不同的參考系，物體速度有不同的瞬時(shí)值，也就具有不同的動(dòng)能，一般都以地動(dòng)能只有正值，沒(méi)有負(fù)值，但動(dòng)能的變化卻有正有負(fù)．“變化”是指末狀態(tài)的物理量減去初狀態(tài)的要點(diǎn)三、動(dòng)能定理表達(dá)式：WEkE，W是外力所做的總功，E、E分別為初、末狀態(tài)的動(dòng)能．若初、末速2gh物體從B到A應(yīng)用動(dòng)能定理：mghWWf12（1）mv2（于恒力做功，也適用于變力做功．力可以是各種性質(zhì)的力，既可以是速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)．【答案】B類(lèi)型二、對(duì)動(dòng)能、動(dòng)能變化的理解例一輛汽外力對(duì)物體所做的總功等于物體功能的變化．(2)gh物體從B到A應(yīng)用動(dòng)能定理：mghWWf12（1）mv2（于恒力做功，也適用于變力做功．力可以是各種性質(zhì)的力，既可以是速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)．【答案】B類(lèi)型二、對(duì)動(dòng)能、動(dòng)能變化的理解例一輛汽外力對(duì)物體所做的總功等于物體功能的變化．(2)表達(dá)式：WEkK1K2合K12kv2kmv2，Emv2．動(dòng)能定理揭示了外力對(duì)物體所做的總功與物體動(dòng)能變化之間的關(guān)系，即外力對(duì)物體做的總功，對(duì)應(yīng)著物體動(dòng)能的變化．變化的大小由做功的多少來(lái)量度．動(dòng)能定理的實(shí)質(zhì)說(shuō)明了功和能之間的密切關(guān)系，即做功的過(guò)程是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程．等號(hào)的意義是一種因果關(guān)系的數(shù)值上相等的符號(hào)，并不意味著“功就是動(dòng)能增量”，也不是“功轉(zhuǎn)變成動(dòng)能”，而是“功引起物體動(dòng)能的變化”．動(dòng)能定理雖然可根據(jù)牛頓定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)方程推出，但定理本身的意義與應(yīng)用卻具有廣泛性和普遍性．①動(dòng)能定理既適用于恒力作用過(guò)程，也適用于變力作用過(guò)程．②動(dòng)能定理既適用于物體做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)情況，也適用于物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)情況．③動(dòng)能定理的研究對(duì)象既可以是單個(gè)物體，也可以是幾個(gè)物體所組成的一個(gè)系統(tǒng)．④動(dòng)能定理的研究過(guò)程既可以是針對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的某個(gè)具體過(guò)程，也可以是針對(duì)運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程．⑤動(dòng)能定理的計(jì)算式為標(biāo)量式，v為相對(duì)同一參考系的速度．⑥在WEkk1k2E為動(dòng)能的增量，即為末狀態(tài)的動(dòng)能與初狀態(tài)的動(dòng)能之差，而與物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程無(wú)關(guān)．k1k要點(diǎn)四、應(yīng)用動(dòng)能定理解題的基本思路和應(yīng)用技巧后寫(xiě)出各力做功的表達(dá)式并求其代數(shù)和；（3）明確研究對(duì)象所歷經(jīng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的初、末狀態(tài)，并寫(xiě)出初、末狀態(tài)的動(dòng)能E、E的表達(dá)式；EK2（1）由于動(dòng)能定理反映的是物體在兩個(gè)狀態(tài)的動(dòng)能變化與其合力所做功的量值關(guān)系，所以對(duì)由初始狀態(tài)到終止?fàn)顟B(tài)這一過(guò)程中物體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)、運(yùn)動(dòng)軌跡、做功的力是恒力還是變力等諸多問(wèn)題不必加以追究，就是說(shuō)應(yīng)用動(dòng)能定理不受這些問(wèn)題的限制。（2）一般來(lái)說(shuō)，用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)求解的問(wèn)題，用動(dòng)能定理也可以求解，而往往用動(dòng)能定理熟練地應(yīng)用動(dòng)能定理求解問(wèn)題，是一種高層次的思維和方法，應(yīng)該增強(qiáng)用動(dòng)能定理解題的主動(dòng)意識(shí)。要點(diǎn)五、動(dòng)能定理與牛頓第二定律的聯(lián)系和區(qū)別在推導(dǎo)動(dòng)能定理的過(guò)程中應(yīng)用了只能在慣性參考系中成立的牛頓第二定律，因而動(dòng)能定理也只適用于慣性參考系．而對(duì)于不同的慣性參考系，雖然力對(duì)物體做的功、物體的動(dòng)能、動(dòng)能的變化都不相同，但動(dòng)能定理作為一個(gè)力學(xué)規(guī)律在不同的參考系中仍然成立．動(dòng)能定理適用于在慣性參考系中運(yùn)動(dòng)的任何物體．要理解動(dòng)能定理與牛頓第二定律的聯(lián)系與區(qū)別，應(yīng)該從兩者反映的物理規(guī)律的本質(zhì)上加以認(rèn)識(shí)．我們知道力的作用效果能夠使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變，即速度發(fā)生變化，而兩者都是來(lái)描述力的這種作用效程中某一瞬時(shí)力的作用結(jié)果．動(dòng)能定理是從功的定義式出發(fā)，結(jié)合牛頓第二定律和動(dòng)力學(xué)公式推導(dǎo)出來(lái)的，所以它不是獨(dú)立于牛頓.力？哪些力做了功？正功還是負(fù)功？然后寫(xiě)出各力做功的表達(dá)式并求多問(wèn)題不必加以追究，就是說(shuō)應(yīng)用動(dòng)能定理不受這些問(wèn)題的限制。（功轉(zhuǎn)變成動(dòng)能”，而是“功引起物體動(dòng)能的變化”．(4)動(dòng)能定理可用牛頓定律求解，也可用動(dòng)能定理求解，顯然用動(dòng)能定理求解要簡(jiǎn)k2k1k2k1k2力？哪些力做了功？正功還是負(fù)功？然后寫(xiě)出各力做功的表達(dá)式并求多問(wèn)題不必加以追究，就是說(shuō)應(yīng)用動(dòng)能定理不受這些問(wèn)題的限制。（功轉(zhuǎn)變成動(dòng)能”，而是“功引起物體動(dòng)能的變化”．(4)動(dòng)能定理可用牛頓定律求解，也可用動(dòng)能定理求解，顯然用動(dòng)能定理求解要簡(jiǎn)k2k1k2k1k2k1k2k1k1K2動(dòng)能定理適用于直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，也適用于曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；適用于恒力做功，也適用于變力做功．力可以是各種性質(zhì)的力，既可以是同時(shí)作用，也可以是分段作用，只要能夠求出作用過(guò)程中各力做功的多少和正負(fù)即【典型例題】類(lèi)型一、對(duì)“探究功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)的考查④其實(shí)木板不傾斜，問(wèn)題也不是很大，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)總是存在誤差的．類(lèi)型二、對(duì)動(dòng)能、動(dòng)能變化的理解例2、一輛汽車(chē)的速度從10km/h增加到20km/h，動(dòng)能的增量為E；若速度從40km/h增加到50km/h，動(dòng)能的增量為E，則EEEmv2mv2m((）22）m【總結(jié)升華】物體速度大小變化相等時(shí)，物體的動(dòng)能變化大小是不相同的。舉一反三B．動(dòng)能總為正值，但對(duì)于不同的參考系，同一物體的動(dòng)能大小是不同的C．一定質(zhì)量的物體，動(dòng)能變化時(shí)，速度一定變化；但速度變化時(shí)，動(dòng)能不一定變化。D．動(dòng)能不變的物體，一定處于平衡狀態(tài)?！敬鸢浮緼BCmv2P510324260103s48s．則汽車(chē)在全程運(yùn)動(dòng)的與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，小車(chē)運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力作用，這樣，在衡狀態(tài)。【答案】ABC【解析】動(dòng)能是由于物體運(yùn)動(dòng)而具有的能量錯(cuò)，mv2P510324260103s48s．則汽車(chē)在全程運(yùn)動(dòng)的與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，小車(chē)運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力作用，這樣，在衡狀態(tài)?！敬鸢浮緼BC【解析】動(dòng)能是由于物體運(yùn)動(dòng)而具有的能量錯(cuò)，C正確。2【總結(jié)升華】典型的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，是非勻速圓周最低點(diǎn)0h改變，C正確；做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體動(dòng)能不變，但并不處于平衡狀態(tài)，平衡狀態(tài)指合外力為零，故D錯(cuò)類(lèi)型三、動(dòng)能定理求勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題例3、如圖所示，物體從高為h的斜面上的A點(diǎn)由靜止滑下，恰好停在平面上的B點(diǎn)，若使其從B點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)且能回到斜面上的A點(diǎn)，則物體在B點(diǎn)的初速度應(yīng)為多大？ＡhBS【思路點(diǎn)撥】因?yàn)樵趦纱芜\(yùn)動(dòng)過(guò)程中摩擦阻力做功相同，兩過(guò)程可分別應(yīng)用動(dòng)能定理求解?！窘馕觥课矬w從A到B應(yīng)用動(dòng)能定理：mgh物體從B到A應(yīng)用動(dòng)能定理：mghWW（1）mv2（2）舉一反三【變式】如圖所示，質(zhì)量為m的物體從斜面上的A處由靜止滑下,在由斜面底端進(jìn)入水平面時(shí)速度大的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，則此動(dòng)摩擦因數(shù)=?！敬鸢浮款?lèi)型四、動(dòng)能定理求曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題重力加速度大小為g。質(zhì)點(diǎn)自P滑到Q的過(guò)程141B．mgR31C．mgR2D．mgR44質(zhì)點(diǎn)自軌道端點(diǎn)P重力加速度大小為g。質(zhì)點(diǎn)自P滑到Q的過(guò)程1A：1.應(yīng)用動(dòng)能定理解題的基本思路（1）選取研究對(duì)象與運(yùn)動(dòng)過(guò)程問(wèn)題與動(dòng)能定理的綜合?！咀兪健抠|(zhì)量為質(zhì)點(diǎn)自軌道端點(diǎn)P重力加速度大小為g。質(zhì)點(diǎn)自P滑到Q的過(guò)程1A：1.應(yīng)用動(dòng)能定理解題的基本思路（1）選取研究對(duì)象與運(yùn)動(dòng)過(guò)程問(wèn)題與動(dòng)能定理的綜合?！咀兪健抠|(zhì)量為m的小球被系在輕繩的一端一下即可，沒(méi)有什么嚴(yán)格的要求。②木板的傾斜角度在理論上應(yīng)滿(mǎn)足2RQQ（2）克服摩擦力做功Wmg(L③（3）由動(dòng)能定理得mgLsinw12121FNmgmQ,v2gR。對(duì)質(zhì)點(diǎn)自P滑到Q點(diǎn)應(yīng)用動(dòng)能定理得：mgRWfmv20W12【總結(jié)升華】典型的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，是非勻速圓周最低點(diǎn)問(wèn)題與動(dòng)能定理的綜合。【變式】質(zhì)量為m的小球被系在輕繩的一端，在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球受到空氣阻力的作用。設(shè)某一時(shí)刻小球通過(guò)軌道的最低點(diǎn)，此時(shí)繩子的張力為7mg，此后小球繼續(xù)做圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)半個(gè)圓周恰好能通過(guò)最高點(diǎn)，則在此過(guò)程中小球克服空氣阻力所做的功為（）類(lèi)型五、動(dòng)能定理求多過(guò)程問(wèn)題例5、如圖所示，用一塊長(zhǎng)L1=1.0m的木板在墻和桌面間架設(shè)斜面，桌子高H=0.8m，長(zhǎng)L2=1.5m。的能量損失（重力加速度取g=10m/s2；最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力）②mgLcos122Hgt2④mv2⑥x1=0.4m⑨xm=x1+L2=1.9m⑩舉一反三.夠求解的問(wèn)題，應(yīng)用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)卻無(wú)法求解?？梢哉f(shuō)樣便會(huì)給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)誤差，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中想到的辦法是使木板略微傾斜斜面與桌面交接處的能量損失（重力加速度取g=10m/s2；最E，W是外力所做的總功，E、E分別為初、末狀態(tài)的動(dòng)能．若初、maxmaxm夠求解的問(wèn)題，應(yīng)用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)卻無(wú)法求解。可以說(shuō)樣便會(huì)給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)誤差，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中想到的辦法是使木板略微傾斜斜面與桌面交接處的能量損失（重力加速度取g=10m/s2；最E，W是外力所做的總功，E、E分別為初、末狀態(tài)的動(dòng)能．若初、maxmaxmPmv2maxmax④垂直放置的彈性擋板,滑塊滑到底端與它碰撞時(shí)沒(méi)有機(jī)械能損失,如圖所示．若滑塊從斜面上高為h處以速類(lèi)型六、應(yīng)用動(dòng)能定理求解變力做功的問(wèn)題例6、質(zhì)量為5t的汽車(chē)，在平直公路上以60kW恒定的功率從靜止開(kāi)始啟動(dòng)，速度達(dá)到24m/s的最大速度后，立即關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，汽車(chē)從啟動(dòng)到最后停下通過(guò)的總位移為1200m．運(yùn)動(dòng)過(guò)程中汽車(chē)所受的阻力【思路點(diǎn)撥】當(dāng)汽車(chē)以額定功率行駛時(shí)汽車(chē)牽引力為變力，即汽車(chē)牽引力做功為變力做功。P．由①②兩式聯(lián)立可得：汽車(chē)加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間應(yīng)為：t1FsPsvmax③由③④兩式聯(lián)立可求得汽車(chē)勻減速所用的時(shí)間為：mv2P510324248s．【總結(jié)升華】在實(shí)際生活中往往會(huì)遇到變力做功的情況，在計(jì)算變力所做的功時(shí)應(yīng)注意利用適當(dāng)?shù)墓λ悖e一反三6以是針對(duì)運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程．⑤動(dòng)能定理的計(jì)算式為標(biāo)量式，v為相對(duì)同動(dòng)能變化與其合力