動能和動能定理課件

1、7 7動能和動能定理連清在本章在本章“1 1追尋守恒量追尋守恒量”中，已經(jīng)知道中，已經(jīng)知道龍卷風(fēng)龍卷風(fēng)海嘯海嘯風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)與物體的質(zhì)量和速度有關(guān) 結(jié)論：結(jié)論：物體的質(zhì)量越大，速度越大，它的動能就物體的質(zhì)量越大，速度越大，它的動能就 越大。越大。 那么，動能與物體的質(zhì)量和速度之間有什么定量那么，動能與物體的質(zhì)量和速度之間有什么定量的關(guān)系呢？的關(guān)系呢？一、探究動能的表達(dá)式一、探究動能的表達(dá)式重力做功重力做功WG重力勢能重力勢能mgh彈力做功彈力做功WF外力做功外力做功 w w彈性勢能彈性勢能kx2/2動能表達(dá)式？動能表達(dá)式？l推導(dǎo)推導(dǎo)F做功表達(dá)式的過程做功表達(dá)式的過程W=

2、FLL= (v22 v12 )/2aa=F/mW=?W mv22 mv12末態(tài)初態(tài)二二.動能動能我們對動能的表達(dá)式我們對動能的表達(dá)式2的理解的理解1 1、動能是、動能是標(biāo)量標(biāo)量，且只有，且只有正值正值，動能只與物體的速，動能只與物體的速度大小有關(guān)，與速度方向無關(guān)。度大小有關(guān)，與速度方向無關(guān)。2 2、動能是、動能是狀態(tài)量狀態(tài)量. .V V是是瞬時速度瞬時速度。在某一時刻，物。在某一時刻，物體具有一定的速度，也就具有一定的動能。體具有一定的速度，也就具有一定的動能。3 3、動能具有、動能具有相對性相對性，對不同的參考系，物體速度，對不同的參考系，物體速度有不同的瞬時值，也就具有不同的動能，一般都有

3、不同的瞬時值，也就具有不同的動能，一般都以地面為參考系研究物體的運(yùn)動。以地面為參考系研究物體的運(yùn)動。 我們知道，運(yùn)動是相對的。當(dāng)鳥兒與飛機(jī)相對而行時，雖然鳥我們知道，運(yùn)動是相對的。當(dāng)鳥兒與飛機(jī)相對而行時，雖然鳥兒的速度不是很大，但是飛機(jī)的飛行速度很大，這樣對于飛機(jī)來說，兒的速度不是很大，但是飛機(jī)的飛行速度很大，這樣對于飛機(jī)來說，鳥兒的速度就很大。速度越大，撞擊的力量就越大。鳥兒的速度就很大。速度越大，撞擊的力量就越大。比如一只比如一只0.450.45千克的鳥，撞在速度為每小時千克的鳥，撞在速度為每小時8080千米的飛機(jī)上時，千米的飛機(jī)上時，就會產(chǎn)生就會產(chǎn)生15001500牛頓的力，要是撞在速度

4、為每小時牛頓的力，要是撞在速度為每小時960960千米的飛機(jī)上，千米的飛機(jī)上，那就要產(chǎn)生那就要產(chǎn)生21.621.6萬牛頓的力。如果是一只萬牛頓的力。如果是一只1.81.8千克的鳥撞在速度為每千克的鳥撞在速度為每小時小時 700700千米的飛機(jī)上，產(chǎn)生的沖擊力比炮彈的沖擊力還要大。所千米的飛機(jī)上，產(chǎn)生的沖擊力比炮彈的沖擊力還要大。所以渾身是肉的鳥兒也能變成擊落飛機(jī)的以渾身是肉的鳥兒也能變成擊落飛機(jī)的“炮彈炮彈”。 19621962年年1111月，赫赫有名的月，赫赫有名的“子爵號子爵號”飛機(jī)正在美國馬里蘭州伊飛機(jī)正在美國馬里蘭州伊利奧特市上空平穩(wěn)地飛行，突然一聲巨響，飛機(jī)從高空栽了下來。利奧特市上

5、空平穩(wěn)地飛行，突然一聲巨響，飛機(jī)從高空栽了下來。事后發(fā)現(xiàn)釀成這場空中悲劇的罪魁就是一只在空中慢慢翱翔的天鵝。事后發(fā)現(xiàn)釀成這場空中悲劇的罪魁就是一只在空中慢慢翱翔的天鵝。鳥擊落飛機(jī)鳥擊落飛機(jī) 對動能相對性的理解鳥本身速度不快，質(zhì)量也不大，但相對于飛機(jī)來說，由于飛機(jī)速度很快，鳥本身速度不快，質(zhì)量也不大，但相對于飛機(jī)來說，由于飛機(jī)速度很快，所以它們相互靠近的速度很快，因此，鳥相對飛機(jī)的速度很快，具有很所以它們相互靠近的速度很快，因此，鳥相對飛機(jī)的速度很快，具有很大的相對動能，當(dāng)兩者相撞時，會造成嚴(yán)重的空難事故。大的相對動能，當(dāng)兩者相撞時，會造成嚴(yán)重的空難事故。試比較下列每種情況下，甲、乙兩物體的動能

6、：試比較下列每種情況下，甲、乙兩物體的動能：(除除題意中提到的物理量外，其他物理情況相同題意中提到的物理量外，其他物理情況相同)總結(jié)：動能是標(biāo)量，與速度方向無關(guān)；動能與總結(jié)：動能是標(biāo)量，與速度方向無關(guān)；動能與 速度的平方成正比，因此速度對動能的速度的平方成正比，因此速度對動能的 影響更大影響更大。物體甲的速度是乙的兩倍；物體甲的速度是乙的兩倍；物體甲向北運(yùn)動，乙向南運(yùn)動；物體甲向北運(yùn)動，乙向南運(yùn)動；物體甲做直線運(yùn)動，乙做曲線運(yùn)動；物體甲做直線運(yùn)動，乙做曲線運(yùn)動；物體甲的質(zhì)量是乙的一半。物體甲的質(zhì)量是乙的一半。乙甲EE4乙甲EE乙甲EE乙甲EE2WEk2Ek1=EkW mv22 mv12三三.動

7、能定理動能定理動能是標(biāo)量，只有正值，但Ek有正負(fù)有正負(fù)之分。之分。v當(dāng)外力做當(dāng)外力做正功正功時，時，W0，故，故 Ek0，即，即Ek2Ek1 動能動能增加。增加。v當(dāng)外力做當(dāng)外力做負(fù)功負(fù)功時，時，W0，故，故Ek0 ， 即即Ek20，故，故Ek2Ek1，即動能，即動能增加增加 當(dāng)外力做當(dāng)外力做負(fù)功負(fù)功時，時，W0，故，故Ek2Ek1，即動能，即動能減少減少2、對狀態(tài)與過程關(guān)系的理解對狀態(tài)與過程關(guān)系的理解 功是伴隨一個物理過程而產(chǎn)生的，是過程量；而動能是功是伴隨一個物理過程而產(chǎn)生的，是過程量；而動能是狀態(tài)量狀態(tài)量。 動能定理表示了過程量等于狀態(tài)量的改變量的關(guān)系。動能定理表示了過程量等于狀態(tài)量的改

8、變量的關(guān)系。3、適用范圍：、適用范圍： 既適用于既適用于恒力恒力做功，也適用于做功，也適用于變力變力做功；做功； 既適用于既適用于直線直線運(yùn)動，也適用于運(yùn)動，也適用于曲線曲線運(yùn)動運(yùn)動。明確初末狀態(tài)的動能明確初末狀態(tài)的動能W合合mv22/2mv12/2v0=0m/sv=60m/sFfNGN422222101.82svmkmgF2svmkmgF2sva2as0v makmg-FF 由上兩式 由設(shè)合 根根據(jù)據(jù)牛牛頓頓第第二二定定律律 的的作作用用。支支持持力力、牽牽引引力力和和阻阻力力，受受到到重重力力、飛飛機(jī)機(jī)做做勻勻加加速速直直線線運(yùn)運(yùn)動動解解：v0=0m/sv=60m/sFfNGsFf例例1、

9、一架噴氣式飛機(jī)，質(zhì)量、一架噴氣式飛機(jī)，質(zhì)量 ，起飛過程中從，起飛過程中從靜止開始滑跑的路程為靜止開始滑跑的路程為 時，達(dá)到起飛速時，達(dá)到起飛速度度 。在此過程中飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)重量的。在此過程中飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)重量的0.02倍（倍（k=0.02）。）。求飛機(jī)受到的牽引力求飛機(jī)受到的牽引力F。kgm3100 . 5ms2103 . 5smv/60GFN1 1找對象（常是單個物體）找對象（常是單個物體）解：對飛機(jī)解：對飛機(jī) 由動能定理有由動能定理有221mvkmgsFskmgsmvF228 . 9100 . 502. 0103 . 5260100 . 53223N4108 . 1s

10、F1F23 3確確定定各各力力做做功功4 4運(yùn)動情況分析運(yùn)動情況分析5 5建方程建方程2 2受受力力分分析析21222121mvmvW總不涉及不涉及物理運(yùn)動過程中物理運(yùn)動過程中的的加速度和時間加速度和時間，而，而只只與與物體的物體的初末狀態(tài)有關(guān)初末狀態(tài)有關(guān)，在涉及有關(guān)的力學(xué)問題，在涉及有關(guān)的力學(xué)問題，優(yōu)先應(yīng)用動能定理。優(yōu)先應(yīng)用動能定理。應(yīng)用3：變力做功fGG H h分析：小球的下落過程根據(jù)受力情小球的下落過程根據(jù)受力情況可分為兩段：況可分為兩段：應(yīng)用4：多過程1.一球從高出地面一球從高出地面H處由靜止自由落下，不考慮處由靜止自由落下，不考慮空氣阻力，落到地面后并深入地面空氣阻力，落到地面后并深

11、入地面h深處停止，深處停止，若球的質(zhì)量為若球的質(zhì)量為m，求：球在落入地面以下的過求：球在落入地面以下的過程中受到的平均阻力。程中受到的平均阻力。因此可以分兩段求解，也可以按因此可以分兩段求解，也可以按全過程求解全過程求解接觸地面前做自由落體運(yùn)動，只受重力接觸地面前做自由落體運(yùn)動，只受重力G作用；作用；接觸地面后做減速運(yùn)動，受重力接觸地面后做減速運(yùn)動，受重力G和阻力和阻力f作用。作用。接觸地面前接觸地面前（2）全過程：）全過程：解：以解：以球?yàn)榍驗(yàn)檠芯繉ο?，在下落的過程中受力如圖，研究對象，在下落的過程中受力如圖，根據(jù)動能定理有根據(jù)動能定理有0212mvmgH2210mvfhmgh0fhhHmg解解 得：得：hHmgf1（1）分段求解分段求解 設(shè)小球在接觸地面時的速度為設(shè)小球在接觸地面時的速度為v，則，則接觸地面后接觸地面