动能与动能定理
7-7动能和动能定理(共34张PPT)
（2）小球经过轨道最低点C时对轨道的压力FC （3）小球能否到达轨道最高点D？若能到达，试求对D点的压力FD
．若不能到达，试说明理由．
4. (12分)光滑曲面轨道置于高度为H=1.8m的平台上，其末端切线水 平；另有一长木板两端分别搁在轨道末端点和水平地面间，构成 倾角为 的斜面，如图所示。一个可视作质点的质量为m=1kg 的小球，从光滑曲面上由静止开始下滑（不计空气阻力，g取 10m/s2， ）
（1）圆弧轨道的半径及轨道BC 所对圆心角（可用角度的三角函数 值表示）
（2）小球与斜面 AB 间的动摩擦因数
1.图中ABCD是一条长轨道,其中AB段是倾角为θ的斜面 ,CD是水平的,BC是与AB和CD都相切的一小段圆弧,其 长度可以略去不计,一质量为m的小滑块在A点从静止状 态释放,沿轨道滑下,最后停在D点,A点和D点的位置如图 所示, ,现用一沿轨道方向的力推滑块,使它缓慢地由D点 推回到A点时停下,设滑块与轨道间的摩擦系数为μ,则推 力做的功等于
4.（讨论）电动机通过一条绳子吊起质量为8kg的 物体。绳的拉力不能超过120N，电动机的功率不 能超过1 200W，要将此物体由静止起，用最快 的方式将பைடு நூலகம்体吊高90m（已知物体在被吊高90m 以前已开始以最大速度匀速上升），所需时间为 多少？（g取10 m/s2）
习题课
1.如图所示，在同一竖直平面内的两正对着的相同半圆光
(B)距离OA大于OB；
（C）距离OA小于OB；
（D）无法做出明确的判断。
3．一木块由A点自静止开始下滑，沿ACEB运动到 最高点B设动摩擦因数μ处处相同，转 角处撞击 不计机械能损失，测得A、B两点连线与水平方 向夹角为θ ，则木块与接触面间动摩擦因数μ为B （B）
动能定理与动能守恒
动能定理与动能守恒动能定理和动能守恒定律是物理学中两个重要的基本原理，它们描述了物体在运动过程中动能的变化和守恒性质。
本文将介绍动能定理和动能守恒的概念、原理以及应用。
一、动能定理动能定理是描述物体动能变化的原理。
它表明，物体的动能变化等于物体所受的净外力沿着物体运动方向所做的功。
动能定理可以用以下公式表示：ΔKE = W其中，ΔKE表示动能的变化量，W表示净外力所做的功。
根据动能定理，当物体所受的净外力做功时，物体的动能将发生变化。
做正功的力会增加物体的动能，而做负功的力会减小物体的动能。
二、动能守恒动能守恒定律是描述物体在闭合系统内，动能守恒的性质。
它表明，在没有外力做功的情况下，物体系统的总动能保持不变。
动能守恒可以用以下公式表示：KE₀ = KE₁其中，KE₀表示初始状态下物体系统的总动能，KE₁表示最终状态下物体系统的总动能。
根据动能守恒定律，如果物体系统中没有外部力做功或者净外力所做的功为零，物体的总动能将保持不变。
三、应用举例动能定理和动能守恒定律在物理学中有广泛的应用。
以下是一些具体的应用举例：1. 自由落体运动：在自由落体运动中，一个物体在没有空气阻力的情况下，其总机械能保持不变。
在上升阶段，重力做负功，减小物体的动能；在下降阶段，重力做正功，增加物体的动能。
根据动能定理和动能守恒，可以计算物体在不同高度下的速度和位移。
2. 弹性碰撞：在弹性碰撞中，两个物体之间的动能可以互相转化，总动能保持不变。
通过应用动能守恒定律，可以计算碰撞前后物体的速度和动能变化。
3. 静止物体加速：当一个静止的物体受到恒定力作用时，可以利用动能定理计算物体的最终速度。
由于物体在初始状态时没有动能，因此动能定理可以简化为：物体所受的净外力所做的功等于物体最终动能。
总结：动能定理描述了物体动能的变化与外力做功之间的关系，而动能守恒定律则描述了动能在闭合系统内的守恒性质。
这两个原理在物理学中有着广泛的应用，可以帮助我们理解和计算物体运动中的各种现象。
动能和动能定理ppt
试比较下列每种情况下，甲、乙两物体旳动能：(除 题意中提到旳物理量外，其他物理情况相同) ①物体甲旳速度是乙旳两倍； ②物体甲向北运动，乙向南运动； ③物体甲做直线运动，乙做曲线运动； ④物体甲旳质量是乙旳二分之一。
总结：动能是标量，与速度方向无关；动能与 速度旳平方成正比，所以速度对动能旳 影响更大。
F kmg m v 2 2s
F kmg m v 2 1.8 104 N 2s
应用1：恒力+直线运动
例1、一架喷气式飞机，质量m 5.0 103 kg ，起飞过程中从
静止开始滑跑旳旅程为 s 5.3 102 m 时，到达起飞速
度 v 60m / s。在此过程中飞机受到旳平均阻力是飞机重量旳 0.02倍（k=0.02）。求飞机受到旳牵引力F。
❖ 一架飞机在牵引力和阻力旳共同作用下，在跑道上 加速运动．速度越来越大，动能越来越大．这个过 程中是牵引力和阻力都做功，牵引力做正功，阻力 做负功，牵引力和阻力旳合力做了多少功，飞机旳 动能就变化了多少．
思索与讨论（二）
❖ 动能定理是否能够应用于变力做功或物体做曲线 运动旳情况，该怎样了解?
❖ 把过程分解为诸多小段，以为物体在每小段运动 中受到旳力是恒力，运动旳轨迹是直线，这么也 能得到动能定理．
弹力做功WF
w 外力做功
重力势能mgh 弹性势能kx2/2 动能体现式？
探
究
物
设质量为m旳某物体，在与运动方
体 动
向总相同旳恒力F旳作用下发生一段位
能 移l，速度由v1增长到v2，如图所示。试
体 现 式
谋求这个过程中力F做旳功与v1、v2旳关 系？
F v1
v2
推导F做功体现式旳过程
W=FL
第十讲：动能定理
第十讲：动能定理一、动能和动能定理1、动能1.定义：物体由于运动而具有的能．2.公式：E k ＝12m v 2.3.物理意义：动能是状态量，是标量(选填“矢量”或“标量”)，只有正值，动能与速度方向无关．4.单位：焦耳，1 J ＝1 N·m ＝1 kg·m 2/s 2.5.动能的相对性：由于速度具有相对性，所以动能也具有相对性．6.动能的变化：物体末动能与初动能之差，即ΔE k ＝12m v 22－12m v 21. 2、动能定理1.内容：在一个过程中合外力对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化．2.表达式 (1)W ＝ΔE k . (2)W ＝E k2－E k1. (3)W ＝12m v 22－12m v 21. 3.物理意义：合外力的功是物体动能变化的量度． 4．适用条件：(1)动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动．例题、关于运动物体所受的合外力、合外力做的功及动能变化的关系，下列说法正确的是( )A ．合外力为零，则合外力做功一定为零B ．合外力做功为零，则合外力一定为零C ．合外力做功越多，则动能一定越大D ．动能不变，则物体所受合外力一定例题、如图所示，AB 为14圆弧轨道，BC为水平直轨道，BC 恰好在B 点与AB 相切，圆弧的半径为R ，BC 的长度也是R .一质量为m 的物体与两个轨道间的动摩擦因数都为μ，它由轨道顶端A 从静止开始下落，恰好运动到C 处停止，重力加速度为g ，那么物体在AB 段克服摩擦力所做的功为( )A.μmgR 2B.mgR 2C ．mgRD ．(1－μ)mgR(2)动能定理既适用于恒力做功，也适用于变力做功．(3)力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以分阶段作用．二、对动能定理的理解1．动能定理表明了“三个关系”(1)数量关系：合外力做的功与物体动能的变化具有等量代换关系，但并不是说动能变化就是合外力做的功．(2)因果关系：合外力做功是引起物体动能变化的原因．(3)量纲关系：单位相同，国际单位都是焦耳．2．标量性动能是标量，功也是标量，所以动能定理是一个标量式，不存在方向的选取问题．当然动能定理也就不存在分量的表达式．三、动能定理的基本应用1．应用流程2．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)应用动能定理的关键在于准确分析研究对象的受力情况及运动情况，可以画出运动过程的草图，借助草图理解物理A．物体的重力势能增加了3 JB．物体的重力势能减少了3 JC．物体的动能增加了4.5 JD．物体的动能增加了8 J例题、用力F拉着一个物体从空中的a 点运动到b点的过程中，重力做功－3 J，拉力F做功8 J，空气阻力做功－0.5 J，则下列判断正确的是()例题、如图所示，半径为r的半圆弧轨道ABC固定在竖直平面内，直径AC 水平，一个质量为m的物块从圆弧轨道A端正上方P点由静止释放，物块刚好从A点无碰撞地进入圆弧轨道并做匀速圆周运动，到B点时对轨道的压力大小等于物块重力的2倍，重力加速度为g，不计空气阻力，不计物块的大小，则：(1)物块到达A点时的速度大小和P A间的高度差分别为多少？(2)物块从A运动到B所用时间和克服过程之间的关系．(3)当物体的运动包含多个不同过程时，可分段应用动能定理求解；也可以全过程应用动能定理．(4)列动能定理方程时，必须明确各力做功的正、负，确实难以判断的先假定为正功，最后根据结果加以检验．四、动能定理结合图像问题1．解决图象问题的基本步骤(1)观察题目给出的图象，弄清纵坐标、横坐标所对应的物理量及图线所表示的物理意义．(2)根据物理规律推导出纵坐标与横坐标所对应的物理量间的函数关系式．(3)将推导出的物理规律与数学上与之相对应的标准函数关系式相对比，找出图线的斜率、截距、图线的交点、图线下的面积所对应的物理意义，分析解答问题，或者利用函数图线上的特定值代入函数关系式求物理量．2．图象所围“面积”的意义(1)v－t图象：由公式x＝v t可知，v－t图线与t坐标轴围成的面积表示物体的位移．(2)a－t图象：由公式Δv＝at可知，a－t图线与t坐标轴围成的面积表示物体速度的变化量．(3)F－x图象：由公式W＝Fx可知，F－x图线与x坐标轴围成的面积表示力所做的功．(4)P－t图象：由公式W＝Pt可知，P－t图线与t坐标轴围成的面积表示力所做的功．针对训练例题、如图甲所示，置于水平地面上质量为m的物体，在竖直拉力F作用下，由静止开始向上运动，其动能E k与距地面高度h的关系图象如图乙所示，已知重力加速度为g，空气阻力不计．下列说法正确的是()A．在0～h0过程中，F大小始终为mg B．在0～h0和h0～2h0过程中，F做功之比为2∶1C．在0～2h0过程中，物体的机械能不断增加D．在2h0～3.5h0过程中，物体的机械能不断减少题型1：动能定理的理解（多选）1．改变物体的质量和速度，都能使物体的动能发生改变，下列哪种情况，物体的动能是原来的2倍（）A．质量减半，速度增大到原来的2倍B．速度不变，质量增大到原来的2倍C．质量减半，速度增大到原来的4倍D．速度减半，质量增大到原来的4倍（多选）2．质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用．此后，该质点的动能可能（）A．一直增大B．先逐渐减小至零，再逐渐增大C．先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小D．先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大3．两辆汽车在同一平直路面上行驶，它们的质量之比m1：m2＝1：2，速度之比v1：v2＝2：1．当两车急刹车后，甲车滑行的最大距离为l1，乙车滑行的最大距离为l2，设两车与路面间的动摩擦因数相等，不计空气阻力，则（）A．l1：l2＝1：2B．l1：l2＝1：1C．l1：l2＝2：1D．l1：l2＝4：1题型2：动能定理的图象问题（多选）4．在平直公路上，汽车由静止开始做匀加速直线运动，当速度达到v max后，立即关闭发动机直至静止，v﹣t图象如图所示，设汽车的牵引力为F，受到的摩擦力为f，全程中牵引力做功为W1，克服摩擦力做功为W2，则（）A．F：f＝3：1B．W1：W2＝1：1C．F：f＝4：1D．W1：W2＝1：3 5．质量m＝1kg的物体，在水平拉力F的作用下，沿粗糙水平面运动，经过位移4m时，拉力F停止作用，运动到位移是8m时物体停止，运动过程中E k﹣x的图线如图所示。
动能和动能定理
2
1 2
Ekt mvt
2
W合
由动能定理
1 2 1 2
W合外力 mvt mv0
2
2
应用动能定理
得：
课堂小结
一、动能的表达式 Ek = mv2
1.标量：动能总是正值
2.相对性：相对于地面的速度
3.与速度关系：
(1)数值关系：
(2)瞬时关系：
(3)变化关系：
弹力做功WF
弹性势能kx2/2
？力做功 W
动能表达式？
【情景1】光滑水平面上，质量为m的物体，在与运动方向相同
的恒力F 的作用下发生一段位移l，速度由v1增加到v2。试求这
个过程中力F做的功。
【解析】根据牛顿第二定律有: F＝ma
v22 - v12
速度与位移的关系式： l
2a
2
2
2
1
v -v
例：从高为h的山崖上，以
初速度V0抛出一石块，抛出
的速度方向与水平方向之间
的夹角为θ，不计空气阻力。
求石块落到地面上时的速度
大小。
答案： V V0 2 2 gh
动能定理的解题思路
选择研究对象
确定研究过程
确定
过程初末状态动能
受力分析
求合外力的总功
教材 第88页
解：以______为研究过程
1 2
④匀速圆周运动的动能变化吗?
一、动能的表达式
1.定义：物体由于运动而具有的能量叫作动能
E
=
mv2
2.表达式： k
3.单位：焦耳
1kg·m2/s2=1N·m=1J
如图小球碰墙后以原速率反弹 ,
《动能和动能定理》 讲义
《动能和动能定理》讲义一、引入在我们的日常生活和物理学的研究中，经常会遇到物体运动的情况。
当物体运动时，它就具有了一种能够做功的能力，这种能力被称为动能。
那么，什么是动能？动能的大小与哪些因素有关？动能定理又是什么呢？接下来，让我们一起深入探讨这些问题。
二、动能的定义动能，简单来说，就是物体由于运动而具有的能量。
一个物体的动能与其质量和速度的平方成正比。
如果用字母Ek 表示动能，m 表示物体的质量，v 表示物体的速度，那么动能的表达式可以写成：Ek ＝ 1/2 mv²。
从这个表达式可以看出，物体的质量越大，速度越快，它所具有的动能就越大。
例如，一辆高速行驶的汽车比一辆缓慢行驶的自行车具有更大的动能；一个质量较大的铅球比一个质量较小的乒乓球在相同速度下具有更大的动能。
三、动能定理动能定理是物理学中一个非常重要的定理，它描述了力对物体做功与物体动能变化之间的关系。
当一个力作用在物体上，并且使物体在力的方向上发生了位移，这个力就对物体做了功。
力所做的功等于力与在力的方向上移动的距离的乘积。
假设一个物体受到一个恒力 F 的作用，在力的方向上移动的距离为s，那么力 F 所做的功 W ＝ Fs 。
根据牛顿第二定律 F ＝ ma （其中 a 是物体的加速度），以及运动学公式 v² v₀²＝ 2as （其中 v 是末速度，v₀是初速度），我们可以推导出动能定理的表达式。
对 v² v₀²＝ 2as 进行变形，得到：s ＝（v² v₀²) ／ 2a 。
将 s ＝（v² v₀²) ／ 2a 代入 W ＝ Fs 中，得到：W ＝ F ×（v² v₀²) ／ 2a 。
又因为 F ＝ ma ，所以 W ＝ ma ×（v² v₀²) ／ 2a ，化简后得到：W ＝ 1/2 mv² 1/2 mv₀²。
动能和动能定理
动能和动能定理1．动能：物体由于运动而具有的能叫动能．动能E k = mv 2．动能是标量．v 为瞬时速度，通常选的面为参照物2．动能定理(1)合外力所做的功等于物体动能的变化，即W=E k2-E k1(2)物理意义物体动能的变化的大小由做功的多少来量度．3．能及其基本性质(1)物体具有能量就能对外界做功，因而能是物体所具有的做功本领．(2)能的最基本的性质：各种不同形式的能量之间互相转化的过程中，能的总量是守恒的．1．两辆汽车在同一平直路面上行驶，它们的质量之比m 1:m 1=1:2，速度之比v 1:v 2=2:1，当两车急刹车后，甲车滑行的最大距离为s 1，乙车滑行的最大距离为s 2，设两车与路面间的滑动摩擦因数相等，不计空气阻力，则( )。
A ．s 1:s 2=1:2B ．s 1:s 2=1:1C ．s 1:s 2=2:1D ．s 1:s 2=4:13．如图所示，手持一根长为l 的轻绳一端，在水平桌面上做半径为r 、角速度为ω的匀速圆周运动，绳始终保持与该圆周相切，绳的另一端系—质量为m 的木块，木块也在桌面上做匀速圆周运动，不计空气阻力，则( )A ．手对木块不做功B ．木块不受桌面的摩擦力C ．绳的拉力大小等于，mω2D ．手拉木块做功的功率等于mω3r(l 2+r 2)/l4．质量为m 的物体置于光滑水平面上，在恒力F 的作用下由静止开始做匀加速直线运动，若在第n 秒内动能增加量为E ，则物体所受恒力F 的大小为__________。
5.质点所受的力F 随时间变化的规律如图所示，力的方向始终在一直线上.已知2122r lt=0时质点的速度为零.在右图所示的t 1、t 2、t 3和t 4各时刻中，质点动能最大的时刻是( ).(A)t 1 (B)t 2 (C)t 3 (D)t 46．如图所示，电梯质量为M ，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由静止开始竖直向上加速运动。
动能定理
7动能和动能定理一、动能和动能定理1.基本知识(1)动能 ①定义： 物体由于 而具有的能．②表达式： E k ＝12mv 2，式中v 是瞬时速度．③单位 动能的单位与功的单位相同，国际单位都是 ，符号为J. 1 J ＝1 kg·m 2/s 2＝1 N·m. ④对动能概念的理解a ．动能是标量，只有 ，没有 ，且动能为非负数．b ．动能是状态量，在某一时刻，物体具有一定的速度，也就具有一定的动能． ⑤动能的变化量 即末状态的动能与初状态的ΔE k ＝12mv 22－12mv 21.ΔE k ＞0，表示物体的 ．ΔE k ＜0表示物体的 ．(2)动能定理的推导①建立情景 如图所示，质量为m 的物体，在恒力F 作用下，经位移l 后，速度由v 1增加到v 2.②推导依据外力做的总功：W ＝ 由牛顿第二定律：F ＝由运动学公式：l ＝v 22－v 212a.③结论：W ＝12mv 22－12mv 21 即W ＝E k2－E k1＝ΔE k .(3)动能定理的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 。
(4)动能定理的表达式 ①W ＝12mv 22－12mv 21. ②W ＝E k2－E k1. 说明：式中W 为 ，它等于各力做功的 。
(5)动能定理的适用范围不仅适用于 做功和 运动，也适用于 做功和 运动情况．二、对动能、动能定理的理解1．动能的特征(1)是状态量：与物体的运动状态(或某一时刻的速度)相对应．(2)具有相对性：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．(3)是标量：只有大小，没有方向；只有正值，没有负值．2．对动能定理的理解(1)内容：外力对物体做的总功等于其动能的增加量，即W ＝ΔE k . (2)表达式W ＝ΔE k 中的W 为外力对物体做的总功．(3)ΔE k ＝12mv 22－12mv 21为物体动能的变化量，也称作物体动能的增量，表示物体动能变化的大小．(4)动能定理描述了做功和动能变化的两种关系．①等值关系：某物体的动能变化量总等于合力对它做的功．②因果关系：合力对物体做功是引起物体动能变化的原因，合力做功的过程实质上是其他形式的能与动能相互转化的过程，转化了多少由合力做了多少功来度量．例1． 关于运动物体所受的合力、合力做的功及动能变化的关系，下列说法正确的是( )A ．合力为零，则合力做功一定为零B ．合力做功为零，则合力一定为零C ．合力做功越多，则动能一定越大D ．动能不变化，则物体所受合力一定为零规律总结： 动能与速度的关系1．瞬时关系：动能和速度均为状态量，二者具有瞬时对应关系．2．变化关系：动能是标量，速度是矢量，当动能发生变化时，物体的速度(大小)一定发生了变化，当速度发生变化时，可能仅是速度方向的变化，物体的动能可能不变．训练1．(2014·苏州高一检测)一物体做变速运动时，下列说法正确的有( ) A ．合力一定对物体做功，使物体动能改变 B ．物体所受合力一定不为零 C ．合力一定对物体做功，但物体动能可能不变 D ．物体加速度一定不为零 动能定理的应用及优越性1．应用动能定理解题的基本步骤2．优越性(1)对于变力作用或曲线运动，动能定理提供了一种计算变力做功的简便方法．功的计算公式W＝Fl cos α只能求恒力做的功，不能求变力的功，而由于动能定理提供了一个物体的动能变化ΔE k与合力对物体所做功具有等量代换关系，因此已知(或求出)物体的动能变化ΔE k＝E k2－E k1，就可以间接求得变力做功．算，运算简单不易出错．注意：动能定理虽然是在物体受恒力作用，沿直线做匀加速直线运动的情况下推导出来的，但是对于外力是变力或物体做曲线运动，动能定理同样成立．例2．一架喷气式飞机质量m＝5×103 kg，起飞过程中从静止开始滑行的路程s＝5.3×102 m时(做匀加速直线运动)，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k倍(k＝0.02)．求飞机受到的牵引力．规律总结：动能定理与牛顿运动定律在解题时的选择方法1．动能定理与牛顿运动定律是解决力学问题的两种重要方法，一般来讲凡是牛顿运动定律能解决的问题，用动能定理都能解决，但动能定理能解决的问题，牛顿运动定律不一定都能解决，且同一个问题，用动能定理要比用牛顿运动定律解决起来更简便．2．通常情况下，其问题若涉及时间或过程的细节，要用牛顿运动定律去解决；其问题若不考虑具体细节、状态或时间，如物体做曲线运动、受力为变力等情况，一般要用动能定理去解决．训练2．一辆汽车以v1＝6 m/s的速度沿水平路面行驶时，急刹车后能滑行s1＝3.6 m，如果以v2＝8 m/s的速度行驶，在同样的路面上急刹车后滑行的距离s2应为( ) A．6.4 m B．5.6 m C．7.2 m D．10.8 m三、用动能定理求变力的功例3．如图所示，AB 为14圆弧轨道，BC 为水平直轨道，圆弧的半径为R ，BC 的长度也是R .一质量为m 的物体，与两个轨道的动摩擦因数都为μ，当它由轨道顶端A 从静止下滑时，恰好运动到C 处停止，那么物体在AB 段克服摩擦力做功为( )A.12μmgRB.12mgR C ．mgR D ．(1－μ)mgR规律总结：1．本题中摩擦力的大小、方向都在变化，应用功的定义式无法直接求它做的功，在这种情况下，就要考虑利用动能定理．2．物体的运动过程分为多个阶段时，我们尽量对全过程应用动能定理，如果这样不能解决问题，我们再分段处理．如本题中我们直接对由A →B →C 的全过程应用动能定理，就比分为两个阶段由A →B 和由B →C 分别来处理简单一些．动能定理在多过程中的应用1．分段应用动能定理时，将复杂的过程分割成一个个子过程，对每个子过程的做功情况和初、末动能进行分析，然后针对每个子过程应用动能定理列式，然后联立求解．2．全程应用动能定理时，分析整个过程中出现过的各力的做功情况，分析每个力的做功，确定整个过程中合外力做的总功，然后确定整个过程的初、末动能，针对整个过程利用动能定理列式求解．当题目不涉及中间量时，选择全程应用动能定理更简单、更方便． 例4．如图所示，ABCD 为一竖直平面的轨道，其中BC 水平，A 点比BC 高出10 m ，BC 长1 m ，AB 和CD 轨道光滑．一质量为1 kg 的物体，从A 点以4 m/s 的速度开始运动，经过BC 后滑到高出C 点10.3 m 的D 点速度为零．求：(g 取10 m/s 2)(1)物体与BC 轨道间的动摩擦因数． (2)物体第5次经过B 点时的速度．(3)物体最后停止的位置(距B 点多少米)．当堂双基达标1．对于动能的理解，下列说法错误的是( )A ．动能是机械能的一种表现形式，凡是运动的物体都具有动能B ．动能总为正值C ．一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化；但速度变化时，动能不一定变化D ．动能不变的物体，一定处于平衡状态2．(多选)关于动能，下列说法正确的是( )A ．公式E k ＝12mv 2中的速度v 是物体相对于地面的速度B ．动能的大小由物体的质量和速率决定，与物体运动的方向无关C ．物体以相同的速率向东和向西运动，动能的大小相等但方向不同D ．物体以相同的速率做匀速直线运动和曲线运动，其动能不同3．(多选)一质量为0.1 kg 的小球，以5 m/s 的速度在光滑水平面上匀速运动，与竖直墙壁碰撞后以原速率反弹，若以弹回的速度方向为正方向，则小球碰墙过程中的速度变化和动能变化分别是( )A ．Δv ＝10 m/sB ．Δv ＝0C ．ΔE k ＝1 JD ．ΔE k ＝0 4．关于动能定理，下列说法中正确的是( ) A ．某过程中外力的总功等于各力做功的绝对值之和 B ．只要合外力对物体做功，物体的动能就一定改变 C ．在物体动能不改变的过程中，动能定理不适用 D ．动能定理只适用于受恒力作用而加速运动的过程5．下列关于运动物体所受的合力、合力做功和动能变化的关系，正确的是( ) A ．如果物体所受的合力为零，那么合力对物体做的功一定为零 B ．如果合力对物体做的功为零，则合力一定为零C ．物体在合力作用下做匀变速直线运动，则动能在一段过程中变化量一定不为零D ．如果物体的动能不发生变化，则物体所受合力一定是零6．一质量为m 的小球，用长为l 的轻绳悬挂于O 点．第一次小球在水平拉力F 1作用下，从平衡位置P 点缓慢地移到Q 点，此时绳与竖直方向夹角为θ(如图774所示)，在这个过程中水平拉力做功为W 1.第二次小球在水平恒力F 2作用下，从P 点移到Q 点，水平恒力做功为W 2，重力加速度为g ，且θ＜90°，则( )A ．W1＝F 1l sin θ，W 2＝F 2l sin θ B ．W 1＝W 2＝mgl (1－cos θ)C ．W 1＝mgl (1－cos θ)，W 2＝F 2l sin θD ．W 1＝F 1l sin θ，W 2＝mgl (1－cos θ)7．一质量为m 的滑块，以速度v 在光滑水平面上向左滑行，从某一时刻起，在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间后，滑块的速度变为－2v (方向与原来相反)，在这段时间内，水平力所做的功为( )A.32mv 2 B ．－32mv 2 C.52mv 2 D ．－52mv 2 8．(多选)甲、乙两个质量相同的物体，用大小相等的力F 分别拉它们在水平面上从静止开始运动相同的距离s ，如图776所示，甲在光滑面上，乙在粗糙面上，则下列关于力F 对甲、乙两物体做的功和甲、乙两物体获得的动能的说法中正确的是( )A ．力F 对甲物体做功多B ．力F 对甲、乙两个物体做的功一样多C ．甲物体获得的动能比乙大D ．甲、乙两个物体获得的动能相同9.有一质量为m 的木块，从半径为r 的圆弧曲面上的a 点滑向b 点，如图所示，如果由于摩擦使木块的运动速率保持不变，则以下叙述正确的是( )A ．木块所受的合力为零B ．因木块所受的力都不对其做功，所以合力做的功为零C ．重力和摩擦力做的功代数和为零D ．重力和摩擦力的合力为零10．物体在合外力作用下做直线运动的v t 图象如图所示．下列表述正确的是( )A ．在0～1 s 内，合力做正功B ．在0～2 s 内，合力总是做负功C ．在1～ 2 s 内，合力不做功D ．在0～3 s 内，合力总是做正功11．(多选)如图所示，一个小环沿竖直放置的光滑圆环形轨道做圆周运动．小环从最高点A 滑到最低点B 的过程中，小环线速度大小的平方v 2随下落高度h 的变化图象可能是图中的( )12．如图所示，一物体由A 点以初速度v 0下滑到底端B ，它与挡板B 做无动能损失的碰撞后又滑回到A 点，其速度正好为零．设A 、B 两点高度差为h ，则它与挡板碰前的速度大小为( )A. 2gh ＋v 204B.2ghC.2gh ＋v 202D.2gh ＋v 2013．质量为m的小球用长度为L的轻绳系住，在竖直平面内做圆周运动，运动过程中小球受空气阻力作用．已知小球经过最低点时轻绳受的拉力为7mg，经过半周小球恰好能通过最高点，则此过程中小球克服空气阻力做的功为( )A.mgL4B.mgL3C.mgL2D．mgL14.物体在合外力的作用下做直线运动的v-t图像如图所示，下列表述中正确的是（）A.在0~1s内，合外力做正功B.在0~2s内，合外力总是做正功C.在1s~2s内，合外力不做正功D.在0~3s内，合外力总是做正功15．(多选)物体沿直线运动的vt图象如图所示，已知在第1秒内合力对物体做功为W，则( )A．从第1秒末到第3秒末合力做功为4WB．从第3秒末到第5秒末合力做功为－2WC．从第5秒末到第7秒末合力做功为WD．从第3秒末到第4秒末合力做功为－0.75W16．如图所示，在距沙坑表面高h＝8 m处，以v0＝22 m/s的初速度竖直向上抛出一质量m＝0.5 kg的物体，物体落到沙坑并陷入沙坑d＝0.3 m深处停下．若物体在空中运动时的平均阻力是重力的0.1倍(g＝10 m/s2)．求：(1)物体上升到最高点时离开沙坑表面的高度H；(2)物体在沙坑中受到的平均阻力F是多少？17．如图所示，滑雪者从高为H的山坡上A点由静止下滑，到B点后又在水平雪面上滑行，最后停止在C点．A、C两点的水平距离为s，求滑雪板与雪面间的动摩擦因数μ.18．如图所示，AB为固定在竖直平面内的14光滑圆弧轨道，轨道的B点与水平地面相切，其半径为R.质量为m的小球由A点静止释放，求：(1)小球滑到最低点B时，小球速度v的大小；(2)小球刚到达最低点B时，轨道对小球支持力F N的大小；(3)小球通过光滑的水平面BC滑上固定曲面，恰达最高点D，D到地面的高度为h(已知h<R)，则小球在曲面上克服摩擦力所做的功Wf.。
动能、动能定理
变式训练3、如图5- 4所示，在水平桌面的边角处有一轻质光滑的定滑轮K，一条 2不可伸长的轻绳绕过K分别与物块A、B相连，A、B的质量分别为mA、mB.开始时系 统处于静止状态，
现用一水平恒力F拉物块A，
使物块B上升，已知当B 上升距离为h时．B的速 度为v，求此过程中物 块A克服摩擦力所做的功． (重力加速度为g) 图524
点评：此题求返回原抛出点的速率还可以对下落 过程采用动能定理再和上升过程联立方程求解，当 然这种解法比对全过程采用动能定理繁琐．同时注 意阻力做功特点．
例4、如图5-2-3所示，在水平地面上固定一倾角为θ的光滑绝缘斜面，斜面处于电场强度大小 为E、方向沿斜面向下的匀强电场中．一劲度系数为k的绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面 底端，整根弹簧处于自然 状态.一质量为m、带电量 为q(q>0)的滑块从距离弹簧 上端为s0处静止释放，滑块在运动过程中电量保持不变，设滑块与弹簧接触过程没有机械能损 失，弹簧始终处在弹性限度内，重力加速度大小为g.
图522
解析：物体由静止开始运动，绳中拉力对物体做 的功等于物体增加的动能．物体运动到绳与水平 方向夹角＝ 时的速率设为v，有：v cos 45 v0， 45 ＝ 1 则：v 2v0 所以绳的拉力对物体做的功为W＝ mv 2 ＝ 2 2 mv0 .答案为B.
点评：本题涉及运动的合成与分解、功、动能定理等多方面知识．要 求考生深刻理解动能定理的含义，并能够应用矢量的分解法则计算瞬时 速度．
解析：由动能定理得： 1 W＝Fh （mA＋mB）v 2－mB gh － 2
二、运用动能定理求变力功 例2、如图5-- 所示，质量为m的物体置于光滑 2 2 水平面上，一根绳子跨过定滑轮一端固定在物 体上，另一端在力F 作用下，以恒定速率v0 竖直 向下运动，物体由静止开始运动到绳与水平方向 夹角＝ 过程中,绳中拉力对物体做的功为（ 45 B 1 2 2 A. mv0 B.mv0 4 1 2 2 2 C. mv0 D. mv0 2 2 ）
动能和动能定理
动能和动能定理一、动能的概念动能是物体运动所具有的能量，是物体运动的一种形式。
在物理学中，动能通常表示为K或E_k，它与物体的质量和速度相关。
动能的大小与物体的质量成正比，与物体的速度的平方成正比。
动能的单位为焦耳（J）。
动能公式：动能公式描述了动能与物体的质量和速度之间的关系。
它的表达式为：K = 1/2mv^2其中，K表示动能，m表示物体的质量，v表示物体的速度。
二、动能定理动能定理是描述物体的动能变化与物体所受的净外力之间的关系。
动能定理可以表述为：物体的净功等于物体动能的变化。
动能定理公式：动能定理可以表示为如下的公式：W_net = ΔK其中，W_net表示物体受到的净功，ΔK表示物体动能的变化。
三、动能定理的解释动能定理的本质是能量守恒定律在物体运动中的具体应用。
根据能量守恒定律，一个孤立系统的能量总量是不变的。
在动能定理中，物体所受的外力所做的功被转化为物体的动能。
根据动能定理，当物体受到净外力时，物体将加速或减速，其动能将发生改变。
如果净功为正，表示物体的动能增加；如果净功为负，表示物体的动能减小。
动能定理可以解释为何抛出物体的速度越大，其运动的距离也越远。
四、应用举例1. 汽车的制动当汽车刹车时，制动器施加一个逆向力，使汽车减速。
根据动能定理，汽车减速时，动能发生变化，由动能转化为其他形式的能量（如热能）。
净功为负，表示汽车的动能减小。
2. 投掷运动当一个物体被投掷到空中时，物体的动能由静止状态转变为动能，然后再转变为高度势能。
在最高点时，物体的动能为零，而势能最大。
根据动能定理，动能的增加等于物体所受的净功。
3. 弹簧振子当一个弹簧振子从平衡位置偏移并释放时，它会振动。
在一个完整的振动周期中，弹簧振子的动能将在振动的过程中不断转化为势能和反向。
根据动能定理，弹簧振子的动能变化等于所受的净功。
五、总结动能和动能定理是描述物体运动和能量转化的重要概念。
动能表示物体运动所具有的能量，与物体的质量和速度有关。
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解：汽车的初动能和末动能分别为mv02/2和0， 阻力F阻做的功为-F阻L。应用动能定律有：
F阻L021mv02
由此解得：F阻
mv 0 2 2L
思考与讨论：
做功的过程是能量从一种形式转化为另 一种形式的过程，或从一个物体转移到另一 个物体的过程，在上面的例题中，阻力做功， 汽车的动能到哪里去了？
得：s2=(F-umg)s1/umg
N
N
N
f
Ff
G
S1
G
S2
G
4.如图，在水平恒力F作用下，物体 沿光滑曲面从高为h1的A处运动到高为 h2的B处，若在A处的速度为vA，B处速 度为vB，则AB的水平距离为多大？
分析：A到B过程中，物体受水平恒力F， 支持力N和重力mg的作用。三个力做功 分别为Fs，0和-mg(h2-h1)
A、mgh-mv2/2-mv02/2 C
B、-mv2/2-mv02/2-mgh C、mgh+mv02/2-mv2/2 D、mgh+mv2/2-mv02/2
3.在h高处，以初速度v0向 水平方向抛出一小球，不 计空气阻力，小球着地时 速度大小为（ C ）
D、多过程问题
运用动能定理对复杂过程列式求解的方法： ⑴分段列式法；⑵全程列式法。
2s
F
=
kmg
+
m
v2 2s
0.02 ×5 ×10 3
×10
+ 5 ×10 3
×
60 2
2 ×5.3 ×10
2
F1.8104 N
解法二：以飞机为研究对象，它受到重力、支持力、牵 引力和阻力作用，这四个力做的功分别为WＧ＝０，W支
＝０，W牵＝F1s，W阻＝－ｋｍｇs .
据动能定理得：
v
F1
Fskmgs1mv2
既适合于直线运动，也适合于曲线运动。
既适用于恒力做功，也适合于变力做功。
g.方法指导
利用动能定理解题只需关注某过程的初、末状态，不需
考虑过程中的细节，尤其是求变力功、曲线运动、多过程、
瞬间过程更有优势！
例1:一架喷气式飞机，质量ｍ＝
5×103 kg，起飞过程中从静止开始滑 跑的路程为s＝5.3×102ｍ时，达到起
C.速率
D.重力所做的功
五、动能定理的应用举例
W 总 2 1m2 2v 2 1m1 2v EK 2EK 1
外力的总功
末动能 初动能
方法指导：涉及只关注某过程的初、末状态，不需
考虑过程细节，尤其是求变力功、曲线运动、多过 程、瞬间过程更有优势！
A.常规题
例1、用拉力F拉一个质量为m的木箱由静止开
解：Ek1 12m1v12 1 20.0108020J
3.2103 J
Ek2 12m2v22
160102 J 2
3.0103 J
二．动能定理
(1)动能定理的推导
将刚才推导动能公式的例子改动一下：假设物体原 来就具有速度v1，且水平面存在摩擦力f，在外力F 作用下，经过一段位移s，速度达到v2，则此过程 中，外力做功与动能间又存在什么关系呢？
即Ek
1 mv2 2
定义：等于它的质量跟它的速度平方的乘积的一半.
动能与功一样，也是标量，不受速度方向的影响。
它在国际单位制中的单位也是焦耳(J)。
1kg·m2/s2=1N·m=1J
动能是状态量,一个物体处于某一确定运动状态，它 的动能也就对应于某一确定值。
2. 质量10 g、以800 m/s 的速度飞行 子弹和质量60 kg、以10 m/s的速度奔跑 的运动员相比，哪一个的动能大？
N
N
N
f
Ff
G
S1
G
S2
G
方法二：从静止开始加速，然后减速为零，对全 过程进行求解
设加速位移为s1，减速位移为s2；水平外力F在s1段 做正功，滑动摩擦力f在（s1+s2）段做负功，mg,N不做功； 初始动能为Ek0=0，末动能Ek=0
在竖直方向上：N-mg=0；滑动摩擦力 f=uN
根据动能定理：Fs1-umg(s1+s2)=0-0
第四节动能和动能定理
3.动能的公式
v
光滑水平面上一物体质量为m ，初速度为v1,在 与运动方向相同的恒力F的作用下发生一段位移
s，速度增加到v2.
v1
v2
F
a
W Fs
F ma
s
v
2 2
v
2 1
2 a
s
W1m 2
2v2 12m
1v2
物理学中 12m就 2v这用 个量表示物 ，体 用 Ek表 的示 动能
d.对定理中“变化”一词的理解
由于外力做功可正、可负，因此物体在一运动过程中动 能可增加，也可能减少。因而定理中“变化”一词，并不表 示动能一定增大，它的确切含义为末态与初态的动能差，或 称为“改变量”。数值可正，可负。
e．对状态与过程关系的理解
功是过程量 动能是状态量 f．适用范围
动能定理表示了过 程量等于状态量的 改变量的关系
将上述问题再推广一步：若物体同时受几个方向任意的外力作用，情况
又如何呢?
W Ek2 EK1
合力所做的功等于W动能的增Ek加，这就是动能定理。
2.动能定理
内容：外力在一个过程中对物体所做的总功等于物体在这个 过程中动能的变化。
1、合力做功。 2、外力做功之和。
动能变化
和某一过程（始末状态）相对应。
7.7动能和动能定理
一、动能
1．什么是动能？ 物体由于运动而具有的能叫动能。
2.动能与哪些因素有关呢？
问题：①同一辆卡车，为什么速度大的时候比速度 小的时候难得停下来？②一个瘦子和一个胖子以相 同的速度跑步，为什么胖子难得停下来？
结论：物体的动能与物体的质量和速度有
关，质量越大，速度越大，物体所具有的动 能也就越大。
2
mv2
F
+kmg
2s
F2
5.0130 620 +0.0 25.0130 9.8 25.3120
1.810 4N
结论：此类问题，牛顿定律和动能定理都适用， 但动能定理更简洁明了。
四、动能定理的解题步骤
v
F1
2 受 力 分 析
解：对飞机 1找对象（常是单个物体）
由动能定理有
根据动能定理：Fs1-fs1=mv12/2-0,即 Fs1-umgs1=mv12/2-0
物体在s2段做匀减速运动，f做负功，mg,N不做功；初动 能Ek1=mv12/2，末动能Ek2=0
根据动能定理：-fs2=0-mv12/2，即-umgs2=0-mv12/2 即Fs1-umgs1=umgs2 所以s2=(F-umg)s1/umg
动能定理练习
1．一物体做变速运动时，下列说法正确的
是（ BD ）
A．合外力一定对物体做功，使物体动能改变
B．物体所受合外力一定不为零
C．合外力一定对物体做功，但物体动能可能不变
D．物体加速度一定不为零
2.同一物体分别从高度相同，倾角不同
的光滑斜面的顶端滑到底端时，相同的
物理量是：
ACD
A.动能
B.速度
飞速度ｖ＝60ｍ/s，在此过程中飞机受 到的平均阻力是飞机重量的0.02倍(ｋ
＝0.02)，求飞机受到的牵引力.
解法一：以飞机为研究对象，它做匀加速直线运 动受到重力、支持力、牵引力和阻力作用.
∴F合＝F－kmg＝ｍa
①
又ｖ２－０２＝２as
②
由①和②得：
a v2
v2
2s
F k mgm
水平路面前进了x后，达到了最大行使速度vmax，
设汽车的牵引力功率保持不变，所受阻力为车重
的k倍，求：
答
（1）汽车的牵引力功率
案
（2）汽车从静止开始到匀速运动所需时间
(1)kmgvmax（2）（vmax2+2kgx）/2kgvmax
2.足球运动员用力踢质量为
0.3kg的静止足球，使足球 以10m/s的速度飞出，假定
脚踢足球时对足球的平均作
用力为400N，球在水平面上 运动了20m后停止，那么人
对足球做的功为：
A、8000J
C
B、4000J
C、15J
D、无法确定
C.曲线运动问题
例3、运动员用力将一质量为m的
铅球从离地为h高处以初速度v0斜 向上推出，当它落到地面时速度
为v，则在此过程中铅球克服空气
阻力所做的功等于：
例4、质量为m的物体静止在水平面上，它与
水平面间的动摩擦因素为u，物体在水平力F
作用下开始运动，发生位移s1时撤去力F，问
物体还能运动多远？
N
N
N
f
Ff
G
S1
G
S2
G
方法一：可将物体的运动分成两段进行求解
物体开始做匀加速运动位移为s1，水平外力F做正功，f 做负功，mg,N不做功；初始动能Ek0=0，末动能Ek1=mv12/2.
b．合力对物体做的功的理解
①. W合＝ F合·L cos q
②. W合＝W1+W2 +…＝F1·L1cosq +F2·L2cosq +…
c.对动能定理标量性的认识 因动能定理中各项均为标量，因此单纯速度方向改变不
影响动能大小。如匀速圆周运动过程中，合外力方向指向圆 心，与位移方向始终保持垂直，所以合外力做功为零，动能 变化亦为零，并不因速度方向改变而改变。
W合Fs
fs1m 2
v22 12m