第2节 动能 动能定理
【基础梳理】
提示:运动 焦耳 标量 mv-mv 动能的变化 Ek2-Ek1 合外力
【自我诊断】
判一判
(1)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.( )
(2)动能不变的物体一定处于平衡状态.( )
(3)如果物体所受的合外力为零,那么合外力对物体做功一定为零.( )
(4)物体在合外力作用下做变速运动时,动能一定变化.( )
(5)物体的动能不变,所受的合外力必定为零.( )
(6)做自由落体运动的物体,动能与时间的二次方成正比.( )
提示:(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)√
做一做
(多选)关于动能定理的表达式W=Ek2-Ek1,下列说法中正确的是( )
A.公式中的W为不包含重力的其他力做的总功
B.公式中的W为包含重力在内的所有力做的功,也可通过以下两种方式计算:先求每个力的功再求功的代数和或先求合外力再求合外力的功
C.公式中的Ek2-Ek1为动能的增量,当W>0时动能增加,当W<0时动能减少
D.动能定理适用于直线运动,但不适用于曲线运动,适用于恒力做功,但不适用于变力做功
提示:BC
对动能定理的理解和应用
【知识提炼】
1.动能定理公式中“=”体现的“三个关系”
数量关系
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合力的功与物体动能的变化可以等量代换
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单位关系
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国际单位都是焦耳
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因果关系
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合力做的功是物体动能变化的原因
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2.“一个参考系”:高中阶段动能定理中的位移和速度应以地面或相对地面静止的物体为参考系.
3.适用范围:直线运动、曲线运动、恒力做功、变力做功、各个力同时做功、分段做功均可用动能定理.
【典题例析】
一物块沿倾角
为θ的斜坡向上滑动.当物块的初速度为v时,上升的最大高度为H,如图所示.当物块的初速度为时,上升的最大高度记为h.重力加速度大小为g.物块与斜坡间的动摩擦因数和h分别为( )
A.tan θ和 B.tan θ和
C.tan θ和 D.tan θ和
[解析] 设物块与斜坡间的动摩擦因数为μ,则物块沿斜坡上滑的过程中,由动能定理
-(mgH+μmgcos θ)=0-mv2①
由①得μ=(-1)tan θ
当物块的初速度为时,由动能定理知
-(mgh+μmgcos θ)=0-m()2②
由①②两式得h=.
[答案] D