第3节 动能和动能定理
物理观念 核心素养 1.知道动能的定义、单位、表达式、标矢性。 2.能利用动能的表达式计算物体的动能。 3.熟记动能定理的内容。 科学思维 利用牛顿运动定律和运动学公式推导出动能定理。 学科探究 科学态度与责任 1.通过探究培养合作精神和积极参与的意识。 2.能利用动能定理解决相关的实际问题。 利用实验探究恒力做功与动能改变的关系。
知识点一 动 能
[观图助学]
流动的空气和运动的汽车都因为运动而具有能量，这是什么能？这种能量的大小与什么因素有关？ 1.定义
物体因运动而具有的能量称为动能。 2.影响动能大小的因素
(1)动能的大小与运动物体的速度有关，同一物体，速度越大，动能越大。 (2)动能的大小与运动物体的质量有关，同样速度，质量越大，动能越大。 1
3.表达式：Ek＝2mv2。 4.单位：焦耳，符号为J。
5.标矢性：动能只有大小、没有方向。 [思考判断]
(1)某物体的质量大，动能一定大。(×) (2) 动能大的物体，速度一定大。(×)
(3) 某物体运动的方向发生改变，动能不一定改变。(√)
初中学过动能
物体由于运动而具有的能叫做动能。
质量相同的物体，运动的速度越大，动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，动能越大。
动能的三性
(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)标量性：动能是标量，没有方向。
(3)瞬时性：动能是状态量。
知识点二 恒力做功与动能改变的关系
1.实验目的：探究恒力做功与物体动能改变的关系。
2.实验器材：长木板(一端附有滑轮)、打点计时器、钩码若干、小车、纸带、复写纸片、刻度尺、细线。
3.实验原理：在钩码的拉动下，小车的速度发生了变化，也就是小车的动能发生了变化。钩码对小车的拉力对小车做了功，只要能求出小车动能的变化量。小车运动的位移以及钩码对小车的拉力(近似等于钩码的重力)，就可以研究W＝Fs与ΔEk之间的关系。 4.实验步骤
(1)将打点计时器固定在长木板上，把纸带的一端固定在小车的后面，另一端穿过打点计时器。改变木板倾角，使小车重力沿斜木板方向的分力平衡于小车及纸带受到的摩擦力，使小车做匀速直线运动。
(2)用细线将木板上的小车通过一个定滑轮与悬吊的钩码相连。接通电源，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点。 (3)更换纸带，重复实验。选择一条点迹清晰的纸带进行数据分析。 5.数据处理
(1)小车速度的测量：通过实验获得打点的纸带，利用“匀变速直线运动中，某sn＋sn＋1段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度”即vn＝2T计算纸带上选定的点的速度。
(2)外力做功的测量：确定所挂钩码的重力G，即确定小车受到的合外力F(F＝G)，由纸带测出位移，然后由W＝Fs算出功的数值。 (3)数据记录
细线拉力________ 小车质量________ 组数 1 2 3 ? 位移s/m 恒力做功W/J ? ? 小车的速度v/(m·s) ? －1小车的动能增量ΔEk/J ? (4)由实验数据得出结论：恒力所做的功与动能变化的关系是：在实验误差允许的范围内，恒力做的功等于物体动能的改变量。 6.注意事项
(1)平衡摩擦力前，不挂重物，轻推小车后，小车能做匀速运动。
(2)必须保证悬挂钩码的总质量远小于(填“等于”“远大于”或“远小于”)小车的质量。
平衡摩擦力是为了让细线的拉力充当小车的合外力。
2019-2020学年新教材鲁科版必修第二册 第1章 第3节 动能和动能定理 学案
