1、讲练互动【例1】 质量为10 g、以0.8 km/s的速度飞行的子弹与质量60 kg、以10 m/s的速度奔跑的运动员,二者相比,哪一个的动能大?解析:物体的动能大小与其质量和速度的大小关系是Ek=mv2.解:子弹的动能:Ek1=m1v12=1010-3(0.8103)2 J=3.2103 J运动员的动能:Ek2=m2v22=60103 J=3103 J所以,子弹的动能大.绿色通道 因为动能与速度的平方成正比,所以增大速度能更有效地增加动能.=变式训练1.(经典回放)质点所受的力F随时间的变化规律如图312所示,力的方向始终在一条直线上,已知t=0时质点的速度为零.在图中所示的t1、t2、t3
2、和t4各时刻中,哪一时刻质点的动能最大( )图3-1-2A.t1 B.t2 C.t3 D.t4解析:物体在0t2时间内在变力的作用下一直做加速运动.在t2t4时间内做减速运动,所以在t2时刻质点的动能最大.答案:B【例2】 有两个物体a和b,其质量分别为ma和mb,且mamb,它们的动能相同.若a和b分别受到不变的阻力Fa和Fb的作用,经过相同的时间停下来,它们的位移分别为sa和sb,则( )A.FaFb,且saFb,且sasbC.FaFb,且sasb D.Fasb解析:本题考查动能基本概念的理解及动能定理的简单应用.由题意知:mava2=mbvb2,由于mamb,所以vavb.两者在相同时间
3、内停下来,考虑到sa=t,sb=t,故得到saFb.答案:A绿色通道 利用动能定理解题,首先要弄清哪些力做功,其次要弄清研究过程的初末状态的动能,然后利用动能定理求解.这样思路清晰,问题的解决就会变得轻松、简捷.变式训练2.有两个物体a和b,其质量分别为ma和mb,且mamb,它们的动能相同.若a和b分别受到不变的阻力Fa和Fb的作用,经过相同的位移停下来,则Fa_Fb.解析:由动能定理可得:-Fs=0-Ek所以FaFb.答案:体验探究【问题】 要改变物体的动能必须对物体做功,且合外力对物体做的功等于物体动能的增加量,这就是动能定理.请结合动能定理探究以下问题:(1)假设有一辆质量为m的汽车,
4、在不变的牵引力F作用下行驶,速度由v1增加到v2,相应的行驶距离为s.那么在此过程中牵引力做的功与物体动能的增加量之间存在什么样的关系呢?试一试能不能推导出来.(2)一个物体在三个力的作用下运动,经过一段时间,三个力对物体做的功分别为18 J、-12 J、4 J,那么外力对物体做的总功是多少?物体的动能增加了多少呢?导思:利用牛顿第二定律得F=ma.由匀变速运动规律s=(v22-v12)/2a进行推导,由于动能定理不涉及加速度a,应将加速度a消掉. 在进行公式推导时,F=ma中的F应对应合外力,所以F所做的功为总功.因此计算总功的方法有两种:一是通过求合力所做的功;二是通过动能定理求动能的变化.合外力所做的总功与物体动能的变化存在等量代换关系.探究:对物体进行受力分析,由牛顿第二定律得F=ma.由匀变速运动规律s=(v22-v12)/2a两式联立,移项并整理得Fs=mv22-mv12,等号左侧表示合外力对物体做的功,等号右侧表示物体动能的变化量,即合外力对物体做的功等于物体动能的变化量;由于功是标量,所以三个力对物体做的总功为10 J,物体动能的变化量为10 J.