高中物理人教版 (2019)必修 第二册3 动能和动能定理课文配套ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册3 动能和动能定理课文配套ppt课件，共48页。PPT课件主要包含了目标体系构建，思维脉络，课前预习反馈，知识点1，焦耳J，知识点2，动能定理，推导过程，动能的变化，BCD等内容，欢迎下载使用。
【学习目标】1．通过力对物体做功的分析确定动能的表达式，加深对功能关系的理解。2．能够从功的表达式、牛顿第二定律与运动学公式推导出动能定理。3．理解动能定理，能用动能定理解释生活中的现象和解决实际问题。
1．定义：物体由于________而具有的能叫动能。2．表达式：Ek＝________。3．单位：与功的单位相同，国际单位_____________1 kg·m2/s2＝1 N·m＝1 J。4．标矢性动能是________，只有大小，并且是状态量。
如图所示，物体的质量为m，在与运动方向相同的恒力F的作用下发生了一段位移l，速度由v1增加到v2，此过程力F做的功为W。
2．内容：力在一个过程中对物体做的______，等于物体在这个过程中______________。3．适用范围：既适用于________做功，又适用于________做功，既适用于________运动，又适用于________运动。
『判一判』(1)某物体的速度加倍，它的动能也加倍。(　　)(2)速度大的物体动能也大。(　　)(3)两质量相同的物体，动能相同，速度一定相同。(　　)(4)合外力做功不等于零，物体的动能一定变化。(　　)(5)物体的速度发生变化，合外力做功一定不等于零。(　　)(6)物体的动能增加，合外力做正功。(　　)
×　×　×　√　×　√　
『选一选』(多选)(2021·湖北孝感市天有永新实验学校高一月考)关于物体的动能，下列说法不正确的是(　　　)A．质量相同的物体，速度大的动能一定大B．动能相同的物体，质量相同时速度一定相同C．质量不变的物体，速度变化，动能一定变化D．动能不变的物体，一定处于平衡状态
『想一想』如图所示是古代战争中攻击城门的战车，战车上装有一根质量很大的圆木，有很多士兵推着战车使圆木以很大的速度撞击城门，轻而易举地将城门撞破。圆木的质量很大，速度很大时，是为了增加圆木的什么能？解析：动能。
如图所示，让钢球从斜面上由静止滚下，打到一个小木块上，能将木块撞出一段距离。提高小球的初始高度h，小球滚下撞击木块的速度变大，木块就会被撞的远些，说明功与速度变化有着密切联系。请思考：功与速度变化(动能)有什么关系？提示：合外力所做的功等于物体动能的增量。
对动能、动能定理的理解
1．动能的“四性”(1)相对性：选取不同的参考系，物体的速度不同，动能也不同，一般以地面为参考系。(2)状态性：动能是表征物体运动状态的物理量，与物体的运动状态(或某一时刻的速度)相对应。(3)标量性：只有大小，没有方向；只有正值，没有负值。(4)瞬时性：动能具有瞬时性，与某一时刻或某一位置的速率相对应。
2．对动能定理的理解(1)表达式的理解①公式W＝Ek2－Ek1中W是合外力做的功，不是某个力做的功，W可能是正功，也可能是负功。②Ek2、Ek1分别是末动能和初动能，Ek2可能大于Ek1，也可能小于Ek1。(2)W的求法动能定理中的W表示的是合外力的功，可以应用W＝F合·lcs α(仅适用于恒定的合外力)计算，还可以先求各个力的功再求其代数和，W＝W1＋W2＋…＋Wn。
(3)动能定理公式中等号的意义①数量关系：即合外力所做的功与物体动能的变化具有等量代换关系。可以通过计算物体动能的变化，求合力的功，进而求得某一力的功。②单位相同：国际单位都是焦耳。③因果关系：合外力的功是物体动能变化的原因。(4)适用范围动能定理应用广泛，直线运动、曲线运动、恒力做功、变力做功、同时做功、分段做功等各种情况均适用。
(1)动能定理说明了外力对物体所做的总功和动能变化间的一种因果关系和数量关系，不可理解为功转变成了物体的动能，而是意味着“功引起物体动能的变化”，即物体动能的变化是通过外力做功的过程来实现的。(2)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。
　　　　　(多选)如图所示，电梯质量为M，在它的水平地板上放置一质量为m的物体。电梯在钢索的拉力作用下竖直向上加速运动，当电梯的速度由v1增加到v2时，上升高度为H，
思路引导：(1)应用动能定理时，要进行受力分析，分析在这个过程中有哪些力做功，注意区分功的正负。(2)应用动能定理时要注意选取的研究对象和对应过程，合力做的功和动能增量一定是对应同一研究对象的同一过程。
1．(多选)关于运动物体所受的合力、合力的功、运动物体动能的变化，下列说法正确的是(　　　)A．运动物体所受的合力不为零，合力必做功，物体的动能一定要变化B．运动物体所受的合力为零，则物体的动能一定不变C．运动物体的动能保持不变，则该物体所受合力不一定为零D．运动物体所受合力不为零，则该物体一定做变速运动
解析：由功的公式W＝Flcs α知，合力不为零，但若α＝90°，合力的功也为零，故A错误；若合力为零，则合力的功也为零，由动能定理W总＝Ek2－Ek1合力做的总功必为零，则物体的动能不发生改变，故B正确；运动物体的动能保持不变，则该物体所受合力不一定为零，如匀速圆周运动，速度不变，动能不变，但合外力不为零，故C正确；运动物体所受合力不为零，根据牛顿第二定律可知，加速度不为零，则该物体一定做变速运动，故D正确。
如图所示，一辆汽车正在上坡路上加速行驶。(1)汽车上坡过程受哪些力作用？各个力做什么功？(2)汽车的动能怎样变化？其动能的变化与各个力做功有什么关系？
提示：(1)汽车受重力、支持力、牵引力及路面的阻力作用，上坡过程中牵引力做正功，重力、阻力做负功，支持力不做功。(2)由于汽车加速上坡，其动能增大，汽车动能的变化等于重力、牵引力及路面的阻力三个力做功的代数和。
2．动能定理与牛顿定律解题的比较
两种思路对比可看出应用动能定理解题不涉及加速度、时间，不涉及矢量运算，运算简单，不易出错。
(1)动能定理的研究对象是单一物体，或者是可以看作单一物体的物体系统。(2)动能定理是求解物体的位移或速率的简捷公式。当题目涉及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度问题时也要优先考虑动能定理。(3)若过程包含了几个运动性质不同的分过程，既可分段考虑也可整个过程考虑。但求功时，有些力不是全过程都做功，必须根据不同的情况分别对待求出总功。
　　　　　如图所示，用与水平方向成37°的恒力F＝10 N将质量为m＝1 kg的物体由静止开始从A点拉到B点撤去力F，已知A、B间距L＝2 m，物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.5。求撤去外力后物体还能滑行多远？
解析：方法1 ：牛顿运动定律在A→B过程中，物体受力如图所示其中：FN＝mg－Fsin θ①Fcs θ－μFN＝ma1②前进L＝2 m后，速度设为v，则v2＝2a1L③撤去外力后，则－μmg＝ma2④再前进位移设为x，则0－v2＝2a2x⑤解①②③④⑤式得x＝2.4 m。
方法2：动能定理对全程利用动能定理，其中过程一物体所受摩擦力Ff＝μ(mg－Fsin 37° )＝2 N则FLcs 37°－FfL－μmgx＝0得x＝2.4 m。
规律总结：做匀变速直线运动的物体，若研究的过程中不牵扯到时间，可用运动学公式结合牛顿第二定律解题，也可用动能定理解题。一般来说，用动能定理要比运动学公式简单。
素养警示子弹和木块所受水平作用力Ff(相互摩擦力)大小相等，可认为是恒力。但二者的位移大小不同，做功不同。运用动能定理分别研究子弹和木块，求出各自的动能变化。
解析：动能是标量，由物体的质量和速率决定，与物体的运动方向无关，动能具有相对性，无特别说明，一般指相对于地面的动能。故选AB。
2．(2021·河南高一开学考试)2020年10月12日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将高分十三号卫星发射升空，卫星在发射阶段竖直向上匀加速通过两段相同高度的过程中，下列物理量相同的是(　　)A．运动时间B．平均速度C．速度的变化量D．动能的变化量
3．(2021·嘉兴市第五高级中学高一月考)在篮球比赛中，某位运动员获得罚球机会，他站在罚球线处用力将篮球投出，篮球以约为1 m/s的速度撞击篮筐。已知篮球质量约为0.8 kg，篮筐离地高度约为3 m，忽略篮球受到的空气阻力，则该运动员罚球时对篮球做的功最接近(　　)A．1 JB．10 JC．25 JD．50 J
答案：55 m，不会相撞。