第2节 动能定理
一、动能
1.定义:物体由于运动而具有的能。
2.公式:Ek=mv2,v为瞬时速度,动能是状态量。
3.单位:焦耳,1 J=1 N·m=1 kg·m2/s2。
4.标矢性:动能是标量,只有正值。
5.动能的变化量:ΔEk=Ek2-Ek1=mv-mv。
二、动能定理
1.内容:合外力对物体所做的功等于物体动能的变化。
2.表达式:W=ΔEk=mv-mv。
3.物理意义:合外力对物体做的功是物体动能变化的量度。
4.适用条件
(1)既适用于直线运动,也适用于曲线运动。
(2)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,也可以不同时作用。
1.思考辨析(正确的画“√”,错误的画“×”)
(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)物体的合外力对物体做的功为零,动能一定不变。 (√)
(3)物体在合外力作用下做变速运动,动能一定变化。 (×)
(4)物体的动能不变,其所受的合外力必定为零。 (×)
2.(鲁科版必修2P27T1改编)(多选)关于动能,下列说法正确的是( )
A.公式Ek=mv2中的速度v一般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
AB [动能是标量,与速度的大小有关,而与速度的方向无关。公式中的速度一般是相对于地面的速度,故A、B正确。]
3.(人教版必修2P74T1改编)在下列几种情况下,甲、乙两物体的动能相等的是( )
A.甲的速度是乙的2倍,甲的质量是乙的
B.甲的质量是乙的2倍,甲的速度是乙的
C.甲的质量是乙的4倍,甲的速度是乙的
D.质量相同,速度大小也相同,但甲向东运动,乙向西运动
[答案] D
4.(人教版必修2P75T4改编)如图所示,倾角θ=37°的斜面AB与水平面平滑连接于B点,A、B两点之间的距离x0=3 m,质量m=3 kg的小物块与斜面及水平面间的动摩擦因数均为μ=0.4。当小物块从A点由静止开始沿斜面下滑的同时,对小物块施加一个水平向左的恒力F(图中未画出),取g=10 m/s2。若F=10 N,小物块从A点由静止开始沿斜面运动到B点时撤去恒力F,求小物块在水平面上滑行的距离x为(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)( )
A.5.7 m B.4.7 m C.6.5 m D.5.5 m