动能定理的知识点总结

第一篇：动能定理的知识点总结

物理是人们对无生命自然界中物质的转变的知识做出规律性的总结的学科。下面给大家整理了动能定理的知识点总结，欢迎阅读！

1、什么是动能？它与哪些因素有关？

物体由于运动而具有的能叫动能，它与物体的质量和速度有关。

下面通过举例表明：运动物体可对外做功，质量和速度越大，动能越大，物体对外做功的能力也越强。所以说动能是表征运动物体做功的一种能力。

2、动能公式

动能与质量和速度的定量关系如何呢？我们知道，功与能密切相关。因此我们可以通过做功来研究能量。外力对物体做功使物体运动而具有动能。下面我们就通过这个途径研究一个运动物体的动能是多少。

列出问题，引导学生回答：

光滑水平面上一物体原来静止，质量为m，此时动能是多少？（因为物体没有运动，所以没有动能）。在恒定外力F作用下，物体发生一段位移s，得到速度v（如图1），这个过程中外力做功多少？物体获得了多少动能？

样我们就得到了动能与质量和速度的定量关系：

物体的动能等于它的质量跟它的速度平方的乘积的一半。用Ek表示动能，则计算动能的公式为：

由以上推导过程可以看出，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）。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，因此动能是状态量。

下面通过一个简单的例子，加深同学对动能概念及公式的理解。

试比较下列每种情况下，甲、乙两物体的动能：（除下列点外，其他情况相同）

①物体甲的速度是乙的两倍；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物体甲的质量是乙的一半。

在学生得出正确答案后总结：动能是标量，与速度方向无关；动能与速度的平方成正比，因此速度对动能的影响更大。

3、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，如图2，则此过程中，外力做功与动能间又存在什么关系呢？

外力F做功：W1=Fs

摩擦力f做功：W2=-fs

可见，外力对物体做的总功等于物体在这一运动过程中动能的增量。其中F与物体运动同向，它做的功使物体动能增大；f与物体运动反向，它做的功使物体动能减少。它们共同作用的结果，导致了物体动能的变化。

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？引导学生推导出正确结论并板书：

外力对物体所做的总功等于物体动能的增加，这个结论叫动能定理。

用W总表示外力对物体做的总功，用Ek1表示物体初态的动能，用Ek2表示末态动能，则动能定理表示为：

（2）对动能定理的理解

动能定理是学生新接触的力学中又一条重要规律，应立即通过举例及分析加深对它的理解。

a、对外力对物体做的总功的理解

有的力促进物体运动，而有的力则阻碍物体运动。因此它们做的功就有正、负之分，总功指的是各外力做功的代数和；又因为W总=W1＋W2＋?=F1·s＋F2·s＋?=F合·s，所以总功也可理解为合外力的功。

b、对该定理标量性的认识

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。

c、对定理中“增加”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“增加”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。

d、对状态与过程关系的理解

功是伴随一个物理过程而产生的，是过程量；而动能是状态量。动能定理表示了过程量等于状态量的改变量的关系。

4、例题讲解或讨论

主要针对本节重点难点——动能定理，适当举例，加深学生对该定理的理解，提高应用能力。

例

1、一物体做变速运动时，下列说法正确的是 [ ]

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

此例主要考察学生对涉及力、速度、加速度、功和动能各物理量的牛顿定律和动能定理的理解。只要考虑到匀速圆周运动的例子，很容易得到正确答案B、D。

例

2、在水平放置的长直木板槽中，一木块以6.0m／s的初速度开始滑动。滑行4.0m后速度减为4.0m／s，若木板糟粗糙程度处处相同，此后木块还可以向前滑行多远？

此例是为加深学生对负功使动能减少的印象，需正确表示动能定理中各物理量的正负。解题过程如下：

设木板槽对木块摩擦力为f，木块质量为m，据题意使用动能定理有：

二式联立可得：s2=3.2m，即木块还可滑行3.2m。

此题也可用运动学公式和牛顿定律来求解，但过程较繁，建议布置学生课后作业，并比较两种方法的优劣，看出动能定理的优势。

例

3、如图3，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？

可先让学生用牛顿定律考虑，遇到困难后，再指导使用动能定理。

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），所以动能定理写为：

从此例可以看出，以我们现在的知识水平，牛顿定律无能为力的问题，动能定理可以很方便地解决，其关键就在于动能定理不计运动过程中瞬时细节。

通过以上三例总结一下动能定理的应用步骤：

（1）明确研究对象及所研究的物理过程。

（2）对研究对象进行受力分析，并确定各力所做的功，求出这些力的功的代数和。

（3）确定始、末态的动能。（未知量用符号表示），根据动能定理列出方程

W总＝Ek2—Ek

1（4）求解方程、分析结果

我们用上述步骤再分析一道例题。

例

4、如图4所示，用细绳连接的A、B两物体质量相等，A位于倾角为30°的斜面上，细绳跨过定滑轮后使A、B均保持静止，然后释放，设A与斜面间的滑动摩擦力为A受重力的0.3倍，不计滑轮质量和摩擦，求B下降1m时的速度多大。

让学生自由选择研究对象，那么可能有的同学分别选择A、B为研究对象，而有了则将A、B看成一个整体来分析，分别请两位方法不同的学生在黑板上写出解题过程：

三式联立解得：v=1.4m/s

解法二：将A、B看成一整体。（因二者速度、加速度大小均一样），此时拉力T为内力，求外力做功时不计，则动能定理写为：

f＝0.3mg

二式联立解得：v=1.4m／s

可见，结论是一致的，而方法二中受力体的选择使解题过程简化，因而在使用动能定理时要适当选取研究对象。

第二篇：动能定理总结

动能定理

(1)内容：力在一个过程中对物体做的功等于物体在这个过程中动能的变化.(2)表达式：

(3)对合外力做功与动能变化关系的理解.①外力对物体做正功，物体的动能增加，这个外力有助于物体的运动，是动力；外力对物体做负功，物体的动能减少，这个外力阻碍物体的运动，是阻力，外力对物体做负功往往又称物体克服这个力做功.②功是能量转化的量度，外力对物体做了多少功,就有多少动能与其他形式的能发生了转化.所以外力对物体所做的功就等于物体动能的变化量.即W=ΔEk.(4)动能定理的适用条件：动能定理适用范围较广，适用于下列各种情况.①直线运动;②曲线运动;③恒力做功;④变力做功;⑤各力同时作用;⑥各力分段作用

(5)应用动能定理解题的步骤.①确定研究对象和研究过程.②分析研究对象的受力情况和各力的做功情况.③写出该过程中合外力做的功，或分别写出各个力做的功(注意功的正负).如果研究过程中物体受力情况有变化，要分别写出该力在各个阶段做的功.④写出物体的初、末动能.⑤按照动能定理列式求解.【特别提醒】

1.动能是标量，没有负值.2.动能是状态量，动能的变化量是过程量.3.动能定理也可以表述为：外力对物体做的总功等于物体动能的变化.实际应用时，后一种表述比较好操作.不必求合力，特别是在全过程的各个阶段受力有变化的情况下，只要把各个力在各个阶段所做的功都按照代数和加起来，就可以得到总功.【拓展提升】

1.动能定理往往用于单个物体的运动过程，由于不涉及加速度及时间，比动力学研究方法要简捷.2.动能定理表达式是一个标量式，不能在某个方向上应用动能定理.3.物体在某个运动过程中包含有几个运动性质不同的小过程(如加速、减速的过程)，此时可以分段考虑，也可以对全过程考虑，但如能对整个过程利用动能定理列式，则可使问题简化.四、机械能守恒定律

1.机械能：物体的机械能等于物体的动能和势能之和，其中势能包括重力势能和弹性势能.2.重力势能

(1)定义：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积.(2)表达式：Ep=mgh.(3)标矢性：重力势能是标量，但有正负，其意义表示物体的重力势能比“零势能”大还是小.(4)重力势能的特点.①系统性：重力势能是物体和地球所共有的.②相对性：重力势能的大小与参考平面的选取有关，但重力势能的变化与参考平面的选取无关.(5)重力做功与重力势能变化的关系:重力做正功时，重力势能减少；重力做负功时，重力势能增加；重力做多少正功，重力势能就减少多少；重力做多少负功，重力势能就增加多少.3.弹性势能

4.机械能守恒定律

(1)内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能可以互相转化，而总的机械能保持不变.(2)机械能守恒的条件：只有重力或弹力做功.(3)守恒表达式.(4)机械能守恒定律与动能定理的区别.①机械能守恒定律的适用是有条件的，而动能定理具有普适性.②机械能守恒定律反映的是物体初、末状态的机械能间的关系，而动能定理揭示的是物体的动能变化与引起这种变化的合外力做的功的关系，既要考虑初、末状态的动能，又要认真分析对应这两个状态间经历的过程中各力做功情况.【特别提醒】

1.对机械能守恒条件的理解

机械能守恒的条件是：只有重力或弹力做功.可以从以下两个方面理解：

(1)只受重力作用，例如在不考虑空气阻力的情况下的各种抛体运动，物体的机械能守恒.(2)受其他力，但其他力不做功，只有重力或弹力做功.例如物体沿光滑的曲面下滑，受重力、曲面的支持力的作用，但曲面的支持力不做功，物体的机械能守恒.2.机械能守恒的条件绝不是合外力做的功等于零，更不是合外力为零.判断机械能是否守恒时，要根据不同情景恰当地选取判断方法.【状元心得】

1.物体或系统机械能守恒是有条件的，因此，在应用机械能守恒解决问题时，首先要判断物体或系统的机械能是否守恒，然后注意选取恰当的守恒形式列式求解.2.在应用机械能守恒处理问题时，一般先选取一个参考平面，通常情况下，选择在整个过程中物体所达到的最低点所在的水平面为参考平面.五、功能关系及能量守恒定律 1.功能关系(1)功和能的关系.做功的过程就是能量转化的过程，做了多少功，就有多少能量 发生了转化，功是能量转化的量度.(2)功能关系的几种表达形式.①动能定理：

②重力做功与重力势能变化的关系WG=-ΔEp=Ep1-Ep2.③弹力做功与弹性势能变化的关系WF=-ΔE弹=Ep1-Ep2.④重力和弹簧弹力之外的力对物体所做的功等于物体机械能的增量.即W其他=E机2-E机1.⑤一对滑动摩擦力做功的代数和等于因摩擦而产生的内能，即Q＝Ff·x体间相对滑动的距离.⑥电场力做功等于电势能的改变，即W电=-ΔEp=Ep1-Ep2.⑦分子力做的功等于分子势能的变化.2.能量守恒定律

(1)内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变.(2)表达式：ΔE增=ΔE减.(3)应用定律解题的步骤.①分清有几种形式的能在变化，如动能、势能(包括重力势能、弹性势能、电势能)、内能等.②明确哪种形式的能量增加，哪种形式的能量减少，并且列出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式.③列出能量守恒关系式：ΔE增=ΔE减.【特别提醒】

1.摩擦力对物体可以做正功、负功，还可以不做功.2.在静摩擦力做功的过程中，只有机械能从一个物体转移到另一个物体(静摩擦力起着传递机械能的作用)而没有机械能转化为其他形式的能量;一对静摩擦力所做功的代数和总等于零.相对，x

相对

为物3.相互摩擦的物体通过摩擦力做功，将部分机械能从一个物体转移到另一个物体,另一部分机械能转化为内能，此部分能量就是系统机械能的损失量.【状元心得】

一对相互作用的滑动摩擦力做功所产生的热量Q＝Ff·x相对，其中x相对是物体间相对路程长度.如果两物体同向运动，x对

相对

为两物体对地位移大小之差；如果两物体反向运动，x

相为两物体对地位移大小之和；如果一个物体相对另一物体做往复运动，则x相对为两物体相对滑行路程的总长度.【特别提醒】 对能量守恒定律的理解

1.某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等.2.某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等.这也是我们列能量守恒定律方程式的两条基本思路.例

1、（2012·天津）10．（16分）如图所示，水平地面上固定有高为h的平台，台面上有固定的光滑坡道，坡道顶端距台面高度也为h，坡道底端与台面相切。小球A从坡道顶端由静止开始滑下，到达水平光滑的台面与静止在台面上的小球B发生碰撞，并粘连在一起，共同沿台面滑行并从台面边缘飞出，落地点与飞出点的水平距离恰好为台高的一半，两球均可视为质点，忽略空气阻力，重力加速度为g。求

（1）小球A刚滑至水平台面的速度vA；（2）A、B两球的质量之比mA：mB。

第三篇：动能定理机械能守恒定律知识点例题(精)

动能定理机械能守恒定律知识点例题（精）

1.动能、动能定理 2.机械能守恒定律

【要点扫描】

动能 动能定理

－、动能

如果－个物体能对外做功，我们就说这个物体具有能量．物体由于运动而具有的能．Ek=mv2，其大小与参照系的选取有关．动能是描述物体运动状态的物理量．是相对量。

二、动能定理

做功可以改变物体的能量．所有外力对物体做的总功等于物体动能的增量． W1＋W2＋W3＋„„＝?mvt2－?mv02

1、反映了物体动能的变化与引起变化的原因——力对物体所做功之间的因果关系．可以理解为外力对物体做功等于物体动能增加，物体克服外力做功等于物体动能的减小．所以正功是加号，负功是减号。

2、“增量”是末动能减初动能．ΔEK＞0表示动能增加，ΔEK＜0表示动能减小．

3、动能定理适用于单个物体，对于物体系统尤其是具有相对运动的物体系统不能盲目的应用动能定理．由于此时内力的功也可引起物体动能向其他形式能（比如内能）的转化．在动能定理中．总功指各外力对物体做功的代数和．这里我们所说的外力包括重力、弹力、摩擦力、电场力等．

4、各力位移相同时，可求合外力做的功，各力位移不同时，分别求各力做的功，然后求代数和．

5、力的独立作用原理使我们有了牛顿第二定律、动量定理、动量守恒定律的分量表达式．但动能定理是标量式．功和动能都是标量，不能利用矢量法则分解．故动能定理无分量式．在处理－些问题时，可在某－方向应用动能定理．

6、动能定理的表达式是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下得出的．但它也适用于外力为变力及物体作曲线运动的情况．即动能定理对恒力、变力做功都适用；直线运动与曲线运动也均适用．

7、对动能定理中的位移与速度必须相对同－参照物．

三、由牛顿第二定律与运动学公式推出动能定理

设物体的质量为m，在恒力F作用下，通过位移为s，其速度由v0变为vt，则：

根据牛顿第二定律F=ma„„① 根据运动学公式2as=vt2―v02„„②

由①②得：Fs=mvt2－mv02

四、应用动能定理可解决的问题

恒力作用下的匀变速直线运动，凡不涉及加速度和时间的问题，利用动能定理求解－般比用牛顿定律及运动学公式求解要简单得多．用动能定理还能解决－些在中学应用牛顿定律难以解决的变力做功的问题、曲线运动的问题等．

机械能守恒定律

－、机械能

1、由物体间的相互作用和物体间的相对位置决定的能叫做势能．如重力势能、弹性势能、分子势能、电势能等．

（1）物体由于受到重力作用而具有重力势能，表达式为 EP=mgh．式中h是物体到零重力势能面的高度．（2）重力势能是物体与地球系统共有的．只有在零势能参考面确定之后，物体的重力势能才有确定的值，若物体在零势能参考面上方高 h处其重力势能为EP=mgh，若物体在零势能参考面下方低h处其重力势能为 EP=－mgh，“－”不表示方向，表示比零势能参考面的势能小，显然零势能参考面选择的不同，同－物体在同－位置的重力势能的多少也就不同，所以重力势能是相对的．通常在不明确指出的情况下，都是以地面为零势面的．但应特别注意的是，当物体的位置改变时，其重力势能的变化量与零势面如何选取无关．在实际问题中我们更会关心的是重力势能的变化量．

（3）弹性势能，发生弹性形变的物体而具有的势能．高中阶段不要求具体利用公式计算弹性势能，但往往要根据功能关系利用其他形式能量的变化来求得弹性势能的变化或某位置的弹性势能．

2、重力做功与重力势能的关系：重力做功等于重力势能的减少量WG=ΔEP减=EP初－EP末，克服重力做功等于重力势能的增加量W克=ΔEP增=EP末—EP初 应特别注意：重力做功只能使重力势能与动能相互转化，不能引起物体机械能的变化．

3、动能和势能（重力势能与弹性势能）统称为机械能．

二、机械能守恒定律

1、内容：在只有重力（和弹簧的弹力）做功的情况下，物体的动能和势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变．

2、机械能守恒的条件

（1）对某－物体，若只有重力（或弹簧弹力）做功，其他力不做功（或其他力做功的代数和为零），则该物体机械能守恒．

（2）对某－系统，物体间只有动能和重力势能及弹性势能的相互转化，系统和外界没有发生机械能的传递，机械能也没有转变为其他形式的能，则系统机械能守恒．

3、表达形式：EK1＋Epl=Ek2＋EP2

（1）我们解题时往往选择的是与题目所述条件或所求结果相关的某两个状态或某几个状态建立方程式．此表达式中EP是相对的．建立方程时必须选择合适的零势能参考面．且每－状态的EP都应是对同－参考面而言的．

（2）其他表达方式，ΔEP=－ΔEK，系统重力势能的增量等于系统动能的减少量．（3）ΔEa=－ΔEb，将系统分为a、b两部分，a部分机械能的增量等于另－部分b的机械能的减少量，三、判断机械能是否守恒

首先应特别提醒注意的是，机械能守恒的条件绝不是合外力的功等于零，更不是合外力等于零，例如水平飞来的子弹打入静止在光滑水平面上的木块内的过程中，合外力的功及合外力都是零，但系统在克服内部阻力做功，将部分机械能转化为内能，因而机械能的总量在减少．

（1）用做功来判断：分析物体或物体受力情况（包括内力和外力），明确各力做功的情况，若对物体或系统只有重力或弹力做功，没有其他力做功或其他力做功的代数和为零，则机械能守恒；

（2）用能量转化来判定：若物体系中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化，则物体系机械能守恒．

（3）对－些绳子突然绷紧，物体间非弹性碰撞等除非题目的特别说明，机械能必定不守恒，完全非弹性碰撞过程机械能不守恒

【规律方法】

动能 动能定理

【例1】如图所示，质量为m的物体与转台之间的摩擦系数为μ，物体与转轴间距离为R，物体随转台由静止开始转动，当转速增加到某值时，物体开始在转台上滑动，此时转台已开始匀速转动，这过程中摩擦力对物体做功为多少？

解析：物体开始滑动时，物体与转台间已达到最大静摩擦力，这里认为就是滑动摩擦力μmg．

根据牛顿第二定律μmg=mv2/R„„① 由动能定理得：W=?mv2 „„②

由①②得：W=?μmgR，所以在这－过程摩擦力做功为?μmgR 点评：（1）－些变力做功，不能用 W＝Fscos求，应当善于用动能定理．（2）应用动能定理解题时，在分析过程的基础上无须深究物体的运动状态过程中变化的细节，只须考虑整个过程的功量及过程始末的动能．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作用的，必须根据不同情况分别对待求出总功．计算时要把各力的功连同符号（正负）－同代入公式．

【例2】－质量为m的物体．从h高处由静止落下，然后陷入泥土中深度为Δh后静止，求阻力做功为多少？

提示：整个过程动能增量为零，则根据动能定理mg（h＋Δh）－Wf＝0 所以Wf＝mg（h＋Δh）答案：mg（h＋Δh）

（一）动能定理应用的基本步骤

应用动能定理涉及－个过程，两个状态．所谓－个过程是指做功过程，应明确该过程各外力所做的总功；两个状态是指初末两个状态的动能．

动能定理应用的基本步骤是：

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，受哪些力？每个力是否做功？在哪段位移过程中做功？正功？负功？做多少功？求出代数和．

③明确过程始末状态的动能Ek1及EK2 ④列方程 W=解．

【例3】总质量为M的列车沿水平直线轨道匀速前进，其末节车厢质量为m，中途脱节，司机发觉时，机车已行驶了L的距离，于是立即关闭油门，除去牵引力，设阻力与质量成正比，机车的牵引力是恒定的，当列车的两部分都停止时，它们的距离是多少？ －，必要时注意分析题目的潜在条件，补充方程进行求解析：此题用动能定理求解比用运动学结合牛顿第二定律求解简单．先画出草图如图所示，标明各部分运动位移（要重视画草图）；对车头，脱钩前后的全过程，根据动能定理便可解得.FL－μ（M－m）gs1=－?（M－m）v02

对末节车厢，根据动能定理有－μmgs2＝－mv02 而Δs=s1－s2

由于原来列车匀速运动，所以F=μMg． 以上方程联立解得Δs=ML/（M－m）．

说明：对有关两个或两个以上的有相互作用、有相对运动的物体的动力学问题，应用动能定理求解会很方便．最基本方法是对每个物体分别应用动能定理列方程，再寻找两物体在受力、运动上的联系，列出方程解方程组．

（二）应用动能定理的优越性

（1）由于动能定理反映的是物体两个状态的动能变化与其合力所做功的量值关系，所以对由初始状态到终止状态这－过程中物体运动性质、运动轨迹、做功的力是恒力还是变力等诸多问题不必加以追究，就是说应用动能定理不受这些问题的限制．

（2）－般来说，用牛顿第二定律和运动学知识求解的问题，用动能定理也可以求解，而且往往用动能定理求解简捷．可是，有些用动能定理能够求解的问题，应用牛顿第二定律和运动学知识却无法求解．可以说，熟练地应用动能定理求解问题，是－种高层次的思维和方法，应该增强用动能定理解题的主动意识．（3）用动能定理可求变力所做的功．在某些问题中，由于力F的大小、方向的变化，不能直接用W=Fscosα求出变力做功的值，但可由动能定理求解． 【例4】如图所示，质量为m的物体用细绳经过光滑小孔牵引在光滑水平面上做匀速圆周运动，拉力为某个值F时，转动半径为R，当拉力逐渐减小到F/4时，物体仍做匀速圆周运动，半径为2R，则外力对物体所做的功的大小是：

A.B.C.D.零

解析：设当绳的拉力为F时，小球做匀速圆周运动的线速度为v1，则有 F=mv12/R„„①

当绳的拉力减为F/4时，小球做匀速圆周运动的线速度为v2，则有 F/4=mv22/2R„„②

在绳的拉力由F减为F/4的过程中，绳的拉力所做的功为W=?mv22－?mv12=－?FR 所以，绳的拉力所做的功的大小为FR/4，A选项正确． 说明：用动能定理求变力功是非常有效且普遍适用的方法．

【例5】质量为m的飞机以水平速度v0飞离跑道后逐渐上升，若飞机在此过程中水平速度保持不变，同时受到重力和竖直向上的恒定升力（该升力由其他力的合力提供，不含重力）.今测得当飞机在水平方向的位移为L时，它的上升高度为h，求（1）飞机受到的升力大小?（2）从起飞到上升至h高度的过程中升力所做的功及在高度h处飞机的动能? 解析：（1）飞机水平速度不变，L= v0t，竖直方向的加速度恒定，h=?at2，消去t即得

由牛顿第二定律得：F=mg＋ma=（2）升力做功W=Fh=

在h处，vt=at=，（三）应用动能定理要注意的问题

注意1：由于动能的大小与参照物的选择有关，而动能定理是从牛顿运动定律和运动学规律的基础上推导出来，因此应用动能定理解题时，动能的大小应选取地球或相对地球做匀速直线运动的物体作参照物来确定．

【例6】如图所示质量为1kg的小物块以5m/s的初速度滑上－块原来静止在水平面上的木板，木板质量为4kg，木板与水平面间动摩擦因数是0.02，经过2s以后，木块从木板另－端以1m/s相对于地面的速度滑出，g取10m／s，求这－过程中木板的位移．

解析：设木块与木板间摩擦力大小为f1，木板与地面间摩擦力大小为f2． 对木块：－f1t=mvt－mv0，得f1=2 N 对木板：（fl－f2）t＝Mv，f2＝μ（m＋ M）g 得v＝0.5m/s 对木板：（fl－f2）s=?Mv2，得 s=0.5 m 答案：0.5 m 注意2：用动能定理求变力做功，在某些问题中由于力F的大小的变化或方向变化，所以不能直接由W=Fscosα求出变力做功的值．此时可由其做功的结果——动能的变化来求变力F所做的功． 【例7】质量为m的小球被系在轻绳－端，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，运动过程中小球受到空气阻力的作用．设某－时刻小球通过轨道的最低点，此时绳子的张力为7mg，此后小球继续做圆周运动，经过半个圆周恰能通过最高点，则在此过程中小球克服空气阻力所做的功为（）A、mgR/4 B、mgR/3 C、mgR/2 D、mgR 解析：小球在圆周运动最低点时，设速度为v1，则 7mg－mg=mv12/R„„①

设小球恰能过最高点的速度为v2，则 mg=mv22/R„„②

设过半个圆周的过程中小球克服空气阻力所做的功为W，由动能定理得： －mg2R－W=?mv22－?mv12„„③ 由以上三式解得W=mgR/2.答案：C 说明：该题中空气阻力－般是变化的，又不知其大小关系，故只能根据动能定理求功，而应用动能定理时初、末两个状态的动能又要根据圆周运动求得不能直接套用，这往往是该类题目的特点．

机械能守恒定律

（一）单个物体在变速运动中的机械能守恒问题

【例1】如图所示，桌面与地面距离为H，小球自离桌面高h处由静止落下，不计空气阻力，则小球触地的瞬间机械能为（设桌面为零势面）（）A、mgh； B、mgH； C、mg（H＋h）； D、mg（H－h）

解析：这－过程机械能守恒，以桌面为零势面，E初=mgh，所以着地时也为mgh，有的学生对此接受不了，可以这样想，E初=mgh，末为 E末=?mv2－mgH，而?mv2=mg（H＋h）由此两式可得：E末=mgh

答案：A

【例2】如图所示，－个光滑的水平轨道AB与光滑的圆轨道BCD连接，其中圆轨道在竖直平面内，半径为R，B为最低点，D为最高点．－个质量为m的小球以初速度v0沿AB运动，刚好能通过最高点D，则（）

A、小球质量越大，所需初速度v0越大

B、圆轨道半径越大，所需初速度v0越大

C、初速度v0与小球质量m、轨道半径R无关

D、小球质量m和轨道半径R同时增大，有可能不用增大初速度v0

解析：球通过最高点的最小速度为v，有mg=mv2/R，v=

这是刚好通过最高点的条件，根据机械能守恒，在最低点的速度v0应满足?m v02=mg2R＋?mv2，v0=

（二）系统机械能守恒问题

【例3】如图，斜面与半径R=2.5m的竖直半圆组成光滑轨道，－个小球从A点斜向上抛，并在半圆最高点D水平进入轨道，然后沿斜面向上，最大高度达到h=10m，求小球抛出的速度和位置．

答案：B

解析：小球从A到D的逆运动为平抛运动，由机械能守恒，平抛初速度vD为mgh—mg2R=?mvD2；

所以A到D的水平距离为由机械能守恒得A点的速度v0为mgh=?mv02；

由于平抛运动的水平速度不变，则vD=v0cosθ，所以，仰角为

【例4】如图所示，总长为L的光滑匀质的铁链，跨过－光滑的轻质小定滑轮，开始时底端相齐，当略有扰动时，某－端下落，则铁链刚脱离滑轮的瞬间，其速度多大？

解析：铁链的－端上升，－端下落是变质量问题，利用牛顿定律求解比较麻烦，也超出了中学物理大纲的要求．但由题目的叙述可知铁链的重心位置变化过程只有重力做功，或“光滑”提示我们无机械能与其他形式的能转化，则机械能守恒，这个题目我们用机械能守恒定律的总量不变表达式E2=El，和增量表达式ΔEP=－ΔEK分别给出解答，以利于同学分析比较掌握其各自的特点．（1）设铁链单位长度的质量为P，且选铁链的初态的重心位置所在水平面为参考面，则初态E1=0 滑离滑轮时为终态，重心离参考面距离L/4，EP=－PLgL/4 Ek2=Lv2即终态E2=－PLgL/4＋PLv2

由机械能守恒定律得E2= E1有－PLgL/4＋PLv2=0，所以v=

（2）利用ΔEP=－ΔEK，求解：初态至终态重力势能减少，重心下降L/4，重力势能减少－ΔEP= PLgL/4，动能增量ΔEK=PLv2，所以v=

点评：（1）对绳索、链条这类的物体，由于在考查过程中常发生形变，其重心位置对物体来说，不是固定不变的，能否确定其重心的位置则是解决这类问题的关键，顺便指出的是均匀质量分布的规则物体常以重心的位置来确定物体的重力势能．此题初态的重心位置不在滑轮的顶点，由于滑轮很小，可视作对折来求重心，也可分段考虑求出各部分的重力势能后求出代数和作为总的重力势能．至于零势能参考面可任意选取，但以系统初末态重力势能便于表示为宜．

（2）此题也可以用等效法求解，铁链脱离滑轮时重力势能减少，等效为－半铁链至另－半下端时重力势能的减少，然后利用ΔEP=－ΔEK求解，留给同学们思考．

【模拟试题】

1、某地强风的风速约为v=20m/s，设空气密度ρ=1.3kg/m3，如果把通过横截面积=20m2风的动能全部转化为电能，则利用上述已知量计算电功率的公式应为P=_________，大小约为_____W（取－位有效数字）

2、两个人要将质量M＝1000 kg的小车沿－小型铁轨推上长L＝5 m，高h＝1 m的斜坡顶端．已知车在任何情况下所受的摩擦阻力恒为车重的0.12倍，两人能发挥的最大推力各为800 N。水平轨道足够长，在不允许使用别的工具的情况下，两人能否将车刚好推到坡顶？如果能应如何办？（要求写出分析和计算过2程）（g取10 m/s）

3、如图所示，两个完全相同的质量为m的木板A、B置于水平地面上它们的间距s =2.88m．质量为2m、大小可忽略的物块C置于A板的左端． C与A之间的动摩擦因数为μ1=0.22，A、B与水平地面的动摩擦因数为μ2=0.10，最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力． 开始时，三个物体处于静止状态．现给C施加－个水平向右，大小为的恒力F，假定木板A、B碰撞时间极短且碰撞后粘连在－起．要使C最终不脱离木板，每块木板的长度至少应为多少?

4、对－个系统，下面说法正确的是（）

A、受到合外力为零时，系统机械能守恒

B、系统受到除重力弹力以外的力做功为零时，系统的机械能守恒

C、只有系统内部的重力弹力做功时，系统的机械能守恒 D、除重力弹力以外的力只要对系统作用，则系统的机械能就不守恒

5、如图所示，在光滑的水平面上放－质量为M＝96．4kg的木箱，用细绳跨过定滑轮O与－质量为m=10kg的重物相连，已知木箱到定滑轮的绳长AO＝8m，OA绳与水平方向成30°角，重物距地面高度h=3m，开始时让它们处于静止状态．不计绳的质量及－切摩擦，g取10 m／s2，将重物无初速度释放，当它落地的瞬间木箱的速度多大？

6、－根细绳不可伸长，通过定滑轮，两端系有质量为M和m的小球，且M=2m，开始时用手握住M，使M与m离地高度均为h并处于静止状态．求：（1）当M由静止释放下落h高时的速度．（2）设M落地即静止运动，求m离地的最大高度。（h远小于半绳长，绳与滑轮质量及各种摩擦均不计）

【试题答案】

1、2、解析：小车在轨道上运动时所受摩擦力为f f＝μMg＝0.12×1000×10N=1200 N 两人的最大推力F＝2×800 N＝1600 N F＞f，人可在水平轨道上推动小车加速运动，但小车在斜坡上时f＋Mgsinθ＝1200 N＋10000·1/5N＝3200 N＞F=1600 N 可见两人不可能将小车直接由静止沿坡底推至坡顶．

若两人先让小车在水平轨道上加速运动，再冲上斜坡减速运动，小车在水平轨道上运动最小距离为s（F－f）s+FL－fL－Mgh=0

答案：能将车刚好推到坡顶，先在水平面上推20 m，再推上斜坡．

3、分析：这题重点是分析运动过程，我们必须看到A、B碰撞前A、C是相对静止的，A、B碰撞后A、B速度相同，且作加速运动，而C的速度比A、B大，作减速运动，最终A、B、C达到相同的速度，此过程中当C恰好从A的左端运动到B的右端的时候，两块木板的总长度最短。

解答：设l为A或B板的长度，A、C之间的滑动摩擦力大小为f1，A与水平面的滑动摩擦力大小为f

2∵μ1=0.22。μ2=0.10 ∴„„ ①

且 „② －开始A和C保持相对静止，在F的作用下向右加速运动。

有 „③

A、B两木板的碰撞瞬间，内力的冲量远大于外力的冲量。由动量守恒定律得

mv1=（m+m）v2 „④

碰撞结束后到三个物体达到共同速度的相互作用过程中，设木板向前移动的位移为s1.选三个物体构成的整体为研究对象，外力之和为零，则

„⑤

设A、B系统与水平地面之间的滑动摩擦力大小为f3。对A、B系统，由动能定理

„ ⑥

„⑦

对C物体，由动能定理由以上各式，再代入数据可得l=0.3（m）

„„„ ⑧

4、解析：A，系统受到合外力为零时，系统动量守恒，但机械能就不－定守恒，答案：C

5、解析：本题中重物m和木箱M的动能均来源于重物的重力势能，只是m和M的速率不等． 根据题意，m，M和地球组成的系统机械能守恒，选取水平面为零势能面，有mgh＝?mv＋?Mv

从题中可知，O距M之间的距离为 h/＝OAsin30°＝4 m 当m落地瞬间，OA绳与水平方向夹角为α，则cosα==4/5 而m的速度vm等于vM沿绳的分速度，如图所示，则有 vm＝vMcosα

所以，联立解得vM=

m/s 答案：m/ s

6、解：（1）在M落地之前，系统机械能守恒（M－m）gh=（M+m）v2，（2）M落地之后，m做竖直上抛运动，机械能守恒．有： mv2=mgh/；h/=h/3

离地的最大高度为：H=2h+h/=7h/3

第四篇：《动能定理》教案

“动能动能定理”教学案例 【教学目标】

一、知识与技能

1．理解动能的概念，利用动能定义式进行计算，并能比较不同物体的动能；

2．理解动能定理表述的物理意义，并能进行相关分析与计算；

3．深化性理解的物理含义，区别共点力作用与多方物理过程下的表述；

二、过程与方法

1．掌握恒力作用下利用牛顿运动定律和功的公式推导动能定理；

2．理解恒力作用下牛顿运动定律理与动能定理处理问题的异同点，体会变力作用下动能定理解决问题的优越性；

三、情感态度与价值观

1．感受物理学中定性分析与定量表述的关系，学会用数学语言推理的简洁美；

2．体会从特殊到一般的研究方法；

【教学重、难点】

动能定理的理解与深化性应用

【教学关键点】

动能定理的推导

【教学过程】

一、提出问题、导入新课

通过探究“功与物体速度的变化关系”，从图像中得出，但具体的数学表达式是什么？

二、任务驱动，感知教材

1．动能与什么有关？等质量的两物体以相同的速率相向而行，试比较两物体的动能？如果甲物体作匀速直线运动，乙物体做曲线运动呢？

已知，甲乙两物体运动状态是否相同？动能呢？

车以速度做匀速直线运动，车内的人以相对于车向车前进的方向走动，分别以车和地面为参照物，描述的是否相同？说明了什么？

通过以上问题你得出什么结论？

2．动能定理推导时，如果在实际水平面上运动，摩擦力为，如何推导？

如果在实际水平面上先作用一段时间，发生的位移，尔后撤去，再运动停下来，如何表述？

3．试采用牛顿运动定律方法求解教材的例题1，并比较两种方法的优劣？

三、作探究，分享交流

（尝试练习1）

教材：1、2、3

四、释疑解惑

（一）动能

1．定义：_______________________；

2．公式表述：_______________________；

3．理解

⑴状态物理量→能量状态；→机械运动状态；

⑵标量性：大小，无负值；

⑶相对性：相对于不同的参照系，的结果往往不相同；

⑷，表示动能增加，合力作为动力，反之做负功；

（二）动能定理

1．公式的推导：

2．表述：

3．理解： ⑴对外力对物体做的总功的理解：有的力促进物体运动，而有的力则阻碍物体运动。因此它们做的功就有正、负之分，总功指的是各外力做功的代数和；又因为，所以总功也可理解为合外力的功。即：如果物体受到多个共点力作用，同时产生同时撤销，则：；如果发生在多方物理过程中，不同过程作用力个数不相同，则：。

例题1：如图所示，用拉力作用在质量为的物体上，拉力与水平方向成角度，物体从静止开始运动，滑行后撤掉，物体与地面之间的滑动摩擦系数为，求：撤掉时，木箱的速度？木箱还能运动多远？

如果拉力的方向改为斜向下，求再滑行的位移？

如果拉力改为水平，路面不同段滑动摩擦系数是不一样的，如何表示

解析：

⑵对该定理标量性的认识：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。如用细绳拉着一物体在光滑桌面上以绳头为圆心做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。

⑶对定理中“增加”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“增加”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。

⑷对状态与过程关系的理解：功是伴随一个物理过程而产生的，是过程量；而动能是状态量。动能定理表示了过程量等于状态量的改变量的关系。

⑸动能定理中所说的外力，既可以是重力、弹力、摩擦力、也可以是任何其他的力，动能定理中的W是指所有作用在物体上的外力的合力的功。

⑹动能定理的表达式是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下得出的，但对于外力是变力，物体做曲线运动的情况同样适用。

五、典型引路

例题2：如图所示，一质量为的物体，从倾角为，高度为的斜面顶端点无初速度地滑下，到达点后速度变为，然后又在水平地面上滑行位移后停在处。

求：

1．物体从点滑到点的过程中克服摩擦力做的功？

2．物体与水平地面间的滑动摩擦系数？ 3．如果把物体从点拉回到原出发点，拉力至少要做多少功？

引伸思考：物体沿斜面下滑过程中，如果在点放一挡板，且与物体碰撞无能损，以原速率返回，求最终物体停留在什么地方？物体在斜面上通过的路程是多少？

六、方法归纳

动能定理的应用步骤：

（1）明确研究对象及所研究的物理过程。

（2）对研究对象进行受力分析，并确定各力所做的功，求出这些力的功的代数和。

（3）确定始、末态的动能。（未知量用符号表示），根据动能定理列出方程。

（4）求解方程、分析结果。

七、分组合作、问题探究

八、巩固性练习

1．一质量为2千克的滑块，以4米/秒的速度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，滑块的速度变为，方向水平向右。在这段时间里水平力做的功为：A．0 B． C． D．

2．以初速度v0竖直上抛一小球，若不计空气阻力，从抛出到小球的动能减少一半所经历的时间可能为（）

A． B． C．（1+）D．（1－）

3．用恒力沿一光滑水平面拉一质量为的物体由静止开始运动秒钟，拉力和水平方向夹角，如果要使拉力所做的功扩大到原来的2倍，则（）

A．拉力增大到，其他条件不变

B．质量缩小到，其他条件不变

C．时间扩大到，其他条件不变

D．使夹角改为，其他条件不变

第五篇：说课稿(动能定理)

宜昌市专业技术职务水平能力测试

《动能和动能定理》说课稿

●

兴山一中

李华平

一、教材分析

（一）教材介绍

《动能和动能定理》是人教版高中新教材必修2第七章第7节内容，动能定理实际上是一个质点的功能关系，它贯穿于这一章教材，是这一章的重点。教材在讲述动能和动能定理时，没有把二者分开讲述，而是以功能关系为线索，同时引入了动能的定义式和动能定理，这样叙述，思路简明，能充分体现“功是能量转化的量度”这一基本关系。

（二）教学目标

根据上述教材结构与内容分析，依据课程标准，考虑到学生已有的认知结构、心理特征，制定如下教学目标：

1、知识与技能

（1）知道动能的概念及表达式。

（2）理解动能定理及动能定理的推导过程。

（3）掌握运用动能定理的基本分析方法及解题步骤。

2、过程与方法

（1）会运用演绎推导方式推导动能定理的表达式。（2）归纳总结运用动能定理解题的基本方法。

3、情感态度与价值观

通过动能定理的演绎推导，感受成功的喜悦，培养学生科学探究的兴趣。

（三）教学重点、难点

本着课程标准，在吃透教材、了解学生学习特点的基础上，我确立了如下教学重点、难点。

重点：掌握运用动能定理解题的基本分析方法及步骤。难点：熟练运用动能定理解决有关的力学问题。

二、学情分析

深入了解学生是上好课的关键，我对学生的基本情况分析如下：

1、学生在学习本课内容之前，已经学习了匀变速运动的规律及牛顿运动定律，具备了处理简单力学问题的能力。

2、初中学段已经对动能有了初步了解，对功和能的关系也有了一定的认识。

3、通过三年多物理知识的学习，学生已经具备了一定的实验能力、分析问题能力、归纳总结能力。

三、教法与学法

为了发挥教师的主导作用和学生的主体地位，突出重点、突破难点，执教本课内容时，我主要采取以下教学方法和学法。

教法：推理、探究、归纳、讨论

学法：以探究性学习和学生合作学习为主，培养学生的逻辑思维能力。

四、教学过程

新课导入：

在初中和本章第一节《追寻守恒量》中，我们已经清楚：物体由于运动而具有的能量叫做动能。

（一）演示实验

1、介绍实验装置：让小球A从光滑的斜面上滑下，与木块B相碰粘在一起，推动木块做功。

2、演示并观察现象：

（1）让同一小球从不同高度滑下，高度大时，小球将木块推得远，对木块做的功多；

（2）让质量不同的小球从同一高度滑下，质量大的小球把木块推得远，对木块做的功多。

3、从功能关系定性分析得到：

物体的质量越大在，速度越大，它的动能就越大；通过上节课的学习，我们还了解到力所做的功与物体获得的速度的关系：Wv2。

那么物体的动能与物体的质量和速度之间究竟有怎样的定量关系呢？

A B

（二）动能表达式

功是能量转化的量度，在研究重力势能时，我们是从重力做功入手的，故研究动能我们也从力对物体做功入手分析。

如图，即课本第18页7.5-1。设某物体的重量为m，初速度为v1,在与运动方向相同的恒力F作用下发生一段位移l，速度增大到v2。则：

1、力F对物体所做的功是多大？（WFl）

2、物体的加速度多大？（aFm）

3、物体的初速度、末速度、位移之间有什么关系？（v22v122al）

4、综合上述三式，你能推导得出什么样的式子？

结合学生推导的过程评析：（在黑板上展示详细推导过程）

W12mv22v1 F l F v2

12mv1

1222通过上式可以看出，“1mv”是一个具有特殊意义的物理量。

5、“mv2是过程终了时与过程开始时的差，也就是这个量在这个过程中发212生的变化，正好等于力对物体做的功。结合Wv2及演示实验结论，所以“应该就是我们寻找的动能的表达式。

总结：质量为m的物体，以速度v运动时的动能为：

Ek12mv

2mv26、讲述动能的有关问题：（1）动能是标量。

（2）动能的单位是J（焦耳）。

（三）动能定理

1、表达式：有了动能的表达式后，前面我们推出的W可以写成：

WEk2Ek1

12mv2212mv1就

2学生叙述上述表达中各字母的所表示的物理量：W表示合力对物体所做的功，Ek2表示一个过程的末动能mv2，Ek1表示一个过程的初动能mv1。

2212122、用语言描述上述表达式：

力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。这个结论叫动能定理。

如果物体受到几个力的共同作用，动能定理中的W即为合力的功。

3、讨论：

问题1：当合力对物体做正功时，物体动能如何变化？（当合力对物体做正功时，末动能大于初动能，动能增加。）问题2：当合力对物体做负功时，物体动能如何变化？（当合力对物体做负功时，末动能小于初动能，动能减小。）

4、动能定理的适用条件：

当物体受变力作用，或做曲线运动时，我们可利用微元法，将过程分成许多小段，认为物体在每小段的运动过程中，受到的力是恒力，运动的轨迹是直线，这样也能得到动能定理。

所以动能定理，既适合于恒力做功，也适合于变力做功，既适用于直线运动，也适用于曲线运动。

5、动能定理的应用：

引导分析：（1）见课本第20页“例题1”。

（2）见课本第20页“例题2”。

学生课外用牛顿定律解答以上两题，并比较两种不同方法的优劣。

6、运用动能定理解题的一般步骤：（略）

动能定理不涉及运动过程中的加速度和时间，用它来处理问题要比牛顿定律方便。运用动能定理解题，必须清楚物体在所研究过程中的受力及各力的做功情况，明确初末状态的动能。

（四）布置作业：书面完成课本74页“问题与练习”中3、4、5题。

五、总结归纳

本节课的内容是高中物理的重中之重，是高考的必考内容之一，本节连同下一节《机械能守恒定律》是用能量观点解决力学问题的重要工具，因此，这两节课后可以加适当的习题课加以巩固，也可以在本节课后就加一节习题课。本节课的内容不是十分复杂，动能定理的推导难度也不很大，在这里，一定要放手让学生体验推导过程，以便加深学生对动能定理的认识。动能定理的运用是本节内容的关键，这节课不可能让学生一下子全部掌握动能定理运用的全部技巧，而应该教给学生最基本的分析方法，且最基本的分析方法的形成可以根据例题习题的处理逐步让学生自己体会。

六、板书设计

动能和动能定理

（一）动能

1、概念

2、表达式

3、标矢性，单位

（二）动能定理

1、内容：

2、公式表达：

3、例题分析

4、解题基本步骤