動(dòng)能和動(dòng)能定理7

1、動(dòng)能和動(dòng)能定理、要求與目標(biāo):1、理解動(dòng)能的的概念，會(huì)用動(dòng)能的定義進(jìn)行計(jì)算。2、理解動(dòng)能定理，知道動(dòng)能定理的適用條件，會(huì)用動(dòng)能定理進(jìn)行計(jì)算。3、理解動(dòng)能定理的推導(dǎo)過(guò)程。4、會(huì)用動(dòng)能定理解決力學(xué)問題，知道用動(dòng)能定理解題的步驟。二、重點(diǎn)與難點(diǎn)：1、動(dòng)能的概念；動(dòng)能定理及其應(yīng)用。2 、對(duì)動(dòng)能定理的理解。三教學(xué)過(guò)程：（一）請(qǐng)同學(xué)們欣賞幾個(gè)課件，這些課件有什么共同特點(diǎn)呢？學(xué)生的回答是：這些物體均在運(yùn)動(dòng)，哪這些物體具有能嗎？歸納：我們把這些運(yùn)動(dòng)物體具有的能叫物體的“動(dòng)能”哪么物體的動(dòng)能與哪些因素有關(guān)呢？例題1、如圖有一質(zhì)量為 m的物體放在粗糙的水平面上， 物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的摩擦力 為f,當(dāng)物體受到恒力

2、F （ F f）作用從速度 Vo增加到V時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)合力做功為多大？解：物體運(yùn)動(dòng)中的加速度為：a = F f 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得到 V2 =V02 2asm代入得到：V-V。2-2 fsm1 2 1 2 整理得到：一 mVmV。= （F - f ）s2 21 2我們將：一mV2=Ek，叫物體的動(dòng)能。（F -f）s=W合，叫合外力做功。21 2（二）、認(rèn)識(shí)動(dòng)能：EK=mV動(dòng)能不僅與物體的質(zhì)量有關(guān)，還與物體的速度平方有關(guān)；它是一個(gè)標(biāo)量，僅有大小而沒有方向。如一個(gè)物體以4m/s速度從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)后又以 4m/s的速度返回A點(diǎn)，兩次過(guò)A點(diǎn)時(shí)物體的動(dòng)能大小相等。2 2動(dòng)能的單位是：“ J” 有：1kg.m/s

3、=1J例題1、改變汽車的質(zhì)量和速度，都能使汽車的動(dòng)能發(fā)生改變，在下列情況下，汽車的動(dòng)能各是原來(lái)的幾倍。A、質(zhì)量不變，速度增大為原來(lái)的2倍；B速度不變，質(zhì)量增大為原來(lái)的2倍；C質(zhì)量減半，速度增大到原來(lái)的4倍；D速度減半，質(zhì)量增大到原來(lái)的4倍。（三）動(dòng)能定理：1 2 1 21、在物理上我們將 一mV2 -一 mV。2 =（F - f）s叫動(dòng)能定理，它反映的是物體合外力做2 2功與物體動(dòng)能變化量之間的關(guān)系。當(dāng)合外力做正功時(shí)，末動(dòng)能大于初動(dòng)能，其動(dòng)能增加。當(dāng)合外力做負(fù)功時(shí)，末動(dòng)能小于初動(dòng)能，其動(dòng)能減小。當(dāng)合外力做功等于零時(shí)，物體的動(dòng)能不變。例題：一物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（BD ）A 合外力

4、一定對(duì)物體做功，使物體動(dòng)能改變B .物體所受合外力一定不為零C.合外力一定對(duì)物體做功，但物體動(dòng)能可能不變D .物體加速度一定不為零一 1 2 1 22、理解：（1 ）動(dòng)能的變化量： Ek= mVmVo2 2僅決定于初末位置，與過(guò)程無(wú)關(guān).。（2）合外力做功：W合=F合S例題：如圖所示，質(zhì)量為 m的物體受到與水平方向成 0的恒力F作用下從靜止開始運(yùn)動(dòng),物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力恒為f，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng) S位移時(shí)，其運(yùn)動(dòng)的速度為多大？S解：先對(duì)物體受力分析，然后求出物體的合外力，W合=（Fcos0 f） S ，再運(yùn)用動(dòng)能1 2定理：（Fcos-f）S mv 求出相應(yīng)的速度v值.2（情況二）:當(dāng)物體受到的合

5、外力在確定的過(guò)程中變化時(shí)，則只能將力分開求。 即先對(duì)物體進(jìn)行受力分析，然后求出每個(gè)力分別做的功，再根據(jù)功是標(biāo)量，確定力做的是正功還是負(fù)功。即 W 合=W1+W2+W3+例題：在粗糙的水平面上， 質(zhì)量為m的物體受到的阻力恒為 f,物體從靜止開始受恒力 F作 用下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng) S位移時(shí)撤去F，問物體在這個(gè)水平面上最多還能運(yùn)動(dòng)多遠(yuǎn)？fFfFSr丿S1?、7r %k解：在起始到結(jié)束的過(guò)程中，由于力F僅作用了一段距離，所以若用 W合=F合S顯然不能求出其合外力，應(yīng)該先求出F和f各自做的功，特別要注意是做正功還是做負(fù)功。-W 合=Wf Wf=FS f （ S+S1）1 2 1 2運(yùn)用動(dòng)能定理 W合mv

6、mvo2 2（F f）得到SiS四：動(dòng)能定理的應(yīng)用：從剛才解題的過(guò)程中可以看出，在應(yīng)用動(dòng)能定理時(shí)一定要明確對(duì)“誰(shuí)”用動(dòng)能定理。 對(duì)“哪個(gè)物體”和“哪個(gè)過(guò)程”，這一點(diǎn)是我們物理學(xué)解題的基本思路，所以運(yùn)用動(dòng)能定理解題時(shí)，我們要注意兩點(diǎn)： 明確研究對(duì)象（對(duì)誰(shuí)運(yùn)用動(dòng)能定理） 明確研究過(guò)程（對(duì)哪個(gè)過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理）只有明確了這兩步，我們才能放心地去運(yùn)用動(dòng)能定理解題了。例題1、一架噴氣式飛機(jī)，質(zhì)量 m=5.0 x 103kg，起飛過(guò)程中從靜止開始滑跑的路程為 S=5.3 x 102m，達(dá)到起飛速度 V=60m/s，在此過(guò)程中飛機(jī)受到的平均阻力是收音機(jī)重力的0.02倍（K=0.02 ），求收音機(jī)受到的牽引力

7、 F。分析：研究對(duì)象：飛機(jī)研究過(guò)程：從靜止t起飛（V=60m/s ）1 2 1 2適用公式：動(dòng)能定理：W合mvmv01 2具體表達(dá)：（F - f） Smv22得到牽引力：F =列 kmg=1.8 104N2S詳細(xì)書寫板書過(guò)程，要有：文字說(shuō)明，原始公式，重要的演算過(guò)程及數(shù)據(jù)代入，最后不 能忘了單位。例題2:有一長(zhǎng)為L(zhǎng)的木塊，質(zhì)量為 M,靜止地放在光滑的水平面上，現(xiàn)有一質(zhì)量為m的子彈（可視為質(zhì)點(diǎn)）以初速度vo入射木塊，若在子彈穿出木塊的過(guò)程中，木塊發(fā)生的位移為S,求子彈射出木塊后，木塊和子彈的速度分別為多大？（設(shè)子彈在木塊中受到的阻力 恒為f）分析：（1）研究對(duì)象：子彈研究過(guò)程：從子彈開始入射木塊

8、（vo）到子彈射出木塊（v）時(shí)為止一 1 2 1 2 應(yīng)用動(dòng)能定理： W合mvmv。2 21 2 1 2 具體代入：-f （S L） mvmv0可以求出相應(yīng)的v值。（2 ）研究對(duì)象：木塊研究過(guò)程：從子彈開始入射木塊（0）到子彈射出木塊（V）時(shí)為止1 2 1 2應(yīng)用動(dòng)能定理：W合mVmV01 2具體代入：fS MV2可以求出相應(yīng)的V值。2、動(dòng)能定理不僅適用于恒力做功，而且還適用于變力做功或瞬時(shí)力做功。例題：如圖所示，質(zhì)量為 m的物體用細(xì)繩經(jīng)過(guò)光滑小孔牽引在光滑水平面上做勻速圓周 運(yùn)動(dòng)，拉力為某個(gè)值 F時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為 R，當(dāng)拉力逐漸減小到了 F/4時(shí)，物體仍做勻速圓周 運(yùn)動(dòng)，半徑為2R，則外力對(duì)物

9、體所做的功為多大？研究的對(duì)象是:物體研究的過(guò)程是:從小球半徑為R到小球半徑為2R。適用的公式是:1 2 W合mv1 2 mvo22分析，這個(gè)外力使物體從半徑為 R變?yōu)?R,但我們可以看出其力 F是一個(gè)變力，所以這是一個(gè)變力做功的問題。2 mvo 當(dāng)物體在F力作用下其勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R時(shí)，有F 0R1 2 1得到：一 mv：FR2 221 mv 同理當(dāng)物體在F/4力作用下其勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為2R時(shí)，有一F二4 2R1 2 1得到：一 mv2FR2412 12 111代入：外力F做功為 W= W合mvmv0 = FR FR FR22244練習(xí):練習(xí)：如圖，在水平恒力F作用下，物體沿光滑曲面從高為h1的A處運(yùn)動(dòng)到高為h2的B處,若在A處的速度為vA，B處速度為Vb,則AB的水平距離為多大?S 圖3解:可先讓學(xué)生用牛頓定律考慮，遇到困難后，再指導(dǎo)使用動(dòng)能定理。A到B過(guò)程中，物體受水平恒力F，支持力N和重力mg的作用。三個(gè)力做功分別為Fs, 0和-mg(h2-hi),所以動(dòng)能定理寫為：Fsipg(ha-hl)=-m(vDa - vDa)解得尸負(fù)楓-切)+扣J從此例可以看出，以我們現(xiàn)在的知識(shí)水平，牛頓定律無(wú)能為力的問題，動(dòng)能定理可以 很方便地解決，其