第三节 探究外力做功与物体动
能变化的关系
知识目标 1.能用牛顿第二定律和运动学公式导出动能定理，理解动能定理的物理意义. 2.能应用动能定理解决简单的问题. 核心素养 1.通过自主和合作探究掌握恒力作用下动能定理的推导，培养科学研究兴趣. 2.体会应用动能定理解决问题的优越性.
动能定理
1．推导：合力对物体所做功与动能变化的关系．
如图1所示，质量为m的物体，在一恒定拉力F作用下，以初速度v1开始沿水平面运动，经位移s后速度增加到v2，已知物体与水平面的摩擦力恒为f.
图1
(1)外力做的总功：W＝(F－f)s. (2)由牛顿第二定律得：F－f＝ma.
v22－v12
(3)由运动学公式得：s＝. 2a1212
由以上式子求得：W＝mv2－mv1.
22
2．内容：合力对物体所做的功等于物体动能的变化． 3．表达式：W＝Ek2－Ek1.
4．适用范围：既适用于恒力做功，也适用于变力做功． 既适用于直线运动，也适用于曲线运动．
1．判断下列说法的正误．
(1)合外力为零，物体的动能一定不会变化．(√) (2)合外力不为零，物体的动能一定会变化．(×) (3)物体动能增加，则它的合外力一定做正功．(√) (4)合外力对物体做负功，物体的动能可能不变．(×)
2．在光滑水平面上，质量为2 kg的物体以2 m/s的速度向东运动，若对它施加一向西的力
F使它停下来，则该外力对物体做的功是________．
答案 －4 J
1212
解析 由动能定理可知：WF＝0－mv＝0－×2×2 J＝－4 J.
22
一、动能定理的理解
1212
1．表达式W＝Ek2－Ek1＝mv2－mv1
2212
(1)Ek2＝mv2表示这个过程的末动能；
2
Ek1＝mv12表示这个过程的初动能．
(2)W表示这个过程中合力做的功，它等于各力做功的代数和．
2．物理意义：动能定理指出了合外力对物体所做的总功与物体动能变化之间的关系，即： 若合外力做正功，物体的动能增加，若合外力做负功，物体的动能减小，做了多少功，动能就变化多少．
3．实质：动能定理从能量变化的角度反映了力改变运动的状态时，在空间上的累积效果． 例1 下列关于运动物体的合外力做功和动能、速度变化的关系，正确的是( )
12
2018_2019学年高中物理第四章机械能和能源第三节探究外力做功与物体动能变化的关系学案粤教版必修2
