動(dòng)能和動(dòng)能定理

1、動(dòng)能和動(dòng)能定理動(dòng)能和動(dòng)能定理1.動(dòng)動(dòng)能能帆船水車水車一、動(dòng)能一、動(dòng)能1 1、定義：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能、定義：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能問題：光滑水平面上一物體原來(lái)靜止，質(zhì)量為問題：光滑水平面上一物體原來(lái)靜止，質(zhì)量為m，此時(shí)動(dòng)能是多少？此時(shí)動(dòng)能是多少？(因?yàn)槲矬w沒有運(yùn)動(dòng)，所以沒有動(dòng)能因?yàn)槲矬w沒有運(yùn)動(dòng)，所以沒有動(dòng)能)。 在恒定外力在恒定外力F作用下，物體發(fā)生一段位移作用下，物體發(fā)生一段位移s，得到速度得到速度v(如圖如圖)，這個(gè)過(guò)程中外力做功多少？物，這個(gè)過(guò)程中外力做功多少？物體獲得了多少動(dòng)能？體獲得了多少動(dòng)能？V=0aFsvFFsEk22212mvavma1 1、定義：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能、定

2、義：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能2 2、公式：、公式：221mvEk4 4、動(dòng)能是標(biāo)量、動(dòng)能是標(biāo)量 3 3、單位：焦耳、單位：焦耳(J)(J)一、動(dòng)能一、動(dòng)能試比較下列每種情況下，甲、乙兩物體的動(dòng)能：試比較下列每種情況下，甲、乙兩物體的動(dòng)能：(除題意中提到的物理量外，其他物理情況相同除題意中提到的物理量外，其他物理情況相同)總結(jié)：動(dòng)能是標(biāo)量，與速度方向無(wú)關(guān)；動(dòng)能與總結(jié)：動(dòng)能是標(biāo)量，與速度方向無(wú)關(guān)；動(dòng)能與 速度的平方成正比，因此速度對(duì)動(dòng)能的速度的平方成正比，因此速度對(duì)動(dòng)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(dòng)，乙向南運(yùn)動(dòng)；物體甲向北運(yùn)動(dòng)，乙向南運(yùn)動(dòng)；物體

3、甲做直線運(yùn)動(dòng)，乙做曲線運(yùn)動(dòng)；物體甲做直線運(yùn)動(dòng)，乙做曲線運(yùn)動(dòng)；物體甲的質(zhì)量是乙的兩倍。物體甲的質(zhì)量是乙的兩倍。乙甲EE4乙甲EE 乙甲EE 2EE乙甲例例2、已知質(zhì)量相同的兩個(gè)物體，關(guān)于它們的速度、已知質(zhì)量相同的兩個(gè)物體，關(guān)于它們的速度和動(dòng)能的關(guān)系，下列說(shuō)法中正確的是（和動(dòng)能的關(guān)系，下列說(shuō)法中正確的是（ ）A、若速度相同，則動(dòng)能必相同、若速度相同，則動(dòng)能必相同B、若動(dòng)能相同，則速度必相同、若動(dòng)能相同，則速度必相同C、若動(dòng)能變化，則速度必變化、若動(dòng)能變化，則速度必變化D、若速度變化，則動(dòng)能必變化、若速度變化，則動(dòng)能必變化AC二、動(dòng)能定理二、動(dòng)能定理將剛才推導(dǎo)動(dòng)能公式的例子改動(dòng)一下將剛才推導(dǎo)動(dòng)能公式

4、的例子改動(dòng)一下設(shè)某物體的質(zhì)量設(shè)某物體的質(zhì)量為為m m，在與運(yùn)動(dòng)方向相同的合外力，在與運(yùn)動(dòng)方向相同的合外力F F的作用下發(fā)生一段的作用下發(fā)生一段位移位移s s，速度由，速度由v v1 1增加到增加到v v2 2，如圖所示。請(qǐng)推導(dǎo)出功，如圖所示。請(qǐng)推導(dǎo)出功與動(dòng)能的關(guān)系。與動(dòng)能的關(guān)系。推導(dǎo)過(guò)程：推導(dǎo)過(guò)程：合外力做功：合外力做功：由牛頓第二定律和勻變速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可得：由牛頓第二定律和勻變速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可得：W=FSW=FS 22212vvsa22211122Fsmvmv21kkEEW Fma二、動(dòng)能定理二、動(dòng)能定理表述：表述：外力對(duì)物體所做的外力對(duì)物體所做的總功總功等于等于物體物體動(dòng)能的變化動(dòng)能的變化。

5、22211122Wmvmv外力的總功外力的總功末狀態(tài)動(dòng)能末狀態(tài)動(dòng)能 初狀態(tài)動(dòng)能初狀態(tài)動(dòng)能1、合合外力做功。外力做功。2、外力做功之、外力做功之和和。動(dòng)能動(dòng)能變化變化和某一過(guò)程（始末狀態(tài)）相對(duì)應(yīng)和某一過(guò)程（始末狀態(tài)）相對(duì)應(yīng)。三、對(duì)動(dòng)能定理的理解：三、對(duì)動(dòng)能定理的理解：a合力對(duì)物體做的功的理解合力對(duì)物體做的功的理解式子左邊的功與右邊的動(dòng)能都是標(biāo)量式子左邊的功與右邊的動(dòng)能都是標(biāo)量 b.標(biāo)量性標(biāo)量性c c對(duì)定理中對(duì)定理中“變化變化”一詞的理解一詞的理解W合合0， Ek2_ Ek1 ， Ek 0,動(dòng)能動(dòng)能W合合0， Ek2_ Ek1 ， Ek 0，動(dòng)能，動(dòng)能.W合合 F合合Scosq. W合合W1+W2

6、 +F1s1 +F2s2 + cosq cos qW合合Ek2Ek1過(guò)程量過(guò)程量狀態(tài)量狀態(tài)量狀態(tài)量狀態(tài)量做功的過(guò)程伴隨著做功的過(guò)程伴隨著能量的變化。能量的變化。動(dòng)能定理的理解及應(yīng)用要點(diǎn)：動(dòng)能定理的理解及應(yīng)用要點(diǎn)：既適用于恒力做功，也適用于既適用于恒力做功，也適用于變力變力做功做功. 既適用于直線運(yùn)動(dòng)，也適用于既適用于直線運(yùn)動(dòng)，也適用于曲線曲線運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)。既適用于單一運(yùn)動(dòng)過(guò)程，也適用于既適用于單一運(yùn)動(dòng)過(guò)程，也適用于運(yùn)動(dòng)的全運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程過(guò)程。動(dòng)能定理不涉及物理運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度和時(shí)間，而只與物體的初末狀態(tài)有關(guān)，在涉及有關(guān)的力學(xué)問題，應(yīng)優(yōu)先考慮應(yīng)用動(dòng)能定理。sFf 例例1、 一架噴氣式飛機(jī)，質(zhì)量一架

7、噴氣式飛機(jī)，質(zhì)量 ，起飛過(guò)，起飛過(guò)程中從靜止開始滑跑的路程為程中從靜止開始滑跑的路程為 時(shí)，達(dá)到起時(shí)，達(dá)到起飛速度飛速度 。在此過(guò)程中飛機(jī)受到的平均阻力是飛。在此過(guò)程中飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)重量的機(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(duì)象（常是單個(gè)物體）找對(duì)象（常是單個(gè)物體）解：對(duì)飛機(jī)解：對(duì)飛機(jī) 由動(dòng)能定理有由動(dòng)能定理有221mvkmgsFskmgsmvF228 . 9100 . 502. 0103 . 5260100 . 53223 N4108 . 1sF1F2確確定定各各力力

8、做做功功3 3運(yùn)動(dòng)情況分析運(yùn)動(dòng)情況分析4 4建方程建方程2 2受受力力分分析析 例例5：質(zhì)量為：質(zhì)量為1kg的物體，沿傾角為的物體，沿傾角為370高為高為h= 6m 的斜面從靜止開始下滑，那么，物體滑到的斜面從靜止開始下滑，那么，物體滑到斜面低端時(shí)，求：斜面低端時(shí)，求：（1）當(dāng)斜面光滑時(shí)，物體到斜面低端時(shí)的速度？）當(dāng)斜面光滑時(shí)，物體到斜面低端時(shí)的速度？（2）當(dāng)物體與斜面的摩擦因數(shù)為）當(dāng)物體與斜面的摩擦因數(shù)為0.5時(shí)，物體時(shí)，物體 到斜面低端時(shí)的速度？到斜面低端時(shí)的速度？“三三 同同”：a 、力對(duì)、力對(duì)“物體物體”做功與做功與“物體物體”動(dòng)能變化中動(dòng)能變化中”物物體體”要相同，即要相同，即 同一

9、物體同一物體b、由于、由于 和和 中的中的s與與v跟參考系的選取跟參考系的選取有關(guān)，應(yīng)取有關(guān)，應(yīng)取 同一參考系同一參考系FsW 221mvEKc、物體做功的、物體做功的“過(guò)程過(guò)程”應(yīng)與物體動(dòng)能變化的應(yīng)與物體動(dòng)能變化的“過(guò)程過(guò)程”一樣，即一樣，即 同一過(guò)程同一過(guò)程21222121mvmvW總 我們知道，運(yùn)動(dòng)是相對(duì)的。當(dāng)鳥兒與飛機(jī)相對(duì)而行時(shí)，雖我們知道，運(yùn)動(dòng)是相對(duì)的。當(dāng)鳥兒與飛機(jī)相對(duì)而行時(shí)，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(duì)于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(duì)于飛機(jī)來(lái)說(shuō)，鳥兒的速度就很大。速度越大，撞擊的力量就越大。飛機(jī)來(lái)說(shuō)，鳥兒的速度就很大。速度越大，撞擊的

10、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(shí)千克的鳥，撞在速度為每小時(shí)8080千米的飛機(jī)千米的飛機(jī)上時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生上時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生15001500牛頓的力，要是撞在速度為每小時(shí)牛頓的力，要是撞在速度為每小時(shí)960960千千米的飛機(jī)上，那就要產(chǎn)生米的飛機(jī)上，那就要產(chǎn)生21.621.6萬(wàn)牛頓的力。如果是一只萬(wàn)牛頓的力。如果是一只1.81.8千千克的鳥撞在速度為每小時(shí)克的鳥撞在速度為每小時(shí) 700700千米的飛機(jī)上，產(chǎn)生的沖擊力比千米的飛機(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)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)的的“炮彈炮彈

11、”。 19621962年年1111月，赫赫有名的月，赫赫有名的“子爵號(hào)子爵號(hào)”飛機(jī)正在美國(guó)馬里蘭飛機(jī)正在美國(guó)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(lái)。事后發(fā)現(xiàn)釀成這場(chǎng)空中悲劇的罪魁就是一只在空中慢了下來(lái)。事后發(fā)現(xiàn)釀成這場(chǎng)空中悲劇的罪魁就是一只在空中慢慢翱翔的天鵝。慢翱翔的天鵝。鳥擊落飛機(jī)鳥擊落飛機(jī) 在我國(guó)也發(fā)生過(guò)類似的事情。在我國(guó)也發(fā)生過(guò)類似的事情。19911991年年1010月月6 6日，海南海日，海南?？谑袠窎|機(jī)場(chǎng)，海軍航空兵的一架口市樂東機(jī)場(chǎng)，海軍航空兵的一架“014014號(hào)號(hào) ” ”飛機(jī)剛騰空而飛機(jī)剛騰空而

12、起，突然，起，突然，“砰砰”的一聲巨響，機(jī)體猛然一顫，飛行員發(fā)現(xiàn)的一聲巨響，機(jī)體猛然一顫，飛行員發(fā)現(xiàn)左前三角擋風(fēng)玻璃完全破碎，令人慶幸的是，飛行員憑著頑左前三角擋風(fēng)玻璃完全破碎，令人慶幸的是，飛行員憑著頑強(qiáng)的意志和嫻熟的技術(shù)終于使飛機(jī)降落在跑道上，追究原因強(qiáng)的意志和嫻熟的技術(shù)終于使飛機(jī)降落在跑道上，追究原因還是一只迎面飛來(lái)的小鳥。還是一只迎面飛來(lái)的小鳥。 瞬間的碰撞會(huì)產(chǎn)生巨大沖擊力的事例，不只發(fā)生在鳥與瞬間的碰撞會(huì)產(chǎn)生巨大沖擊力的事例，不只發(fā)生在鳥與飛機(jī)之間，也可以發(fā)生在雞與汽車之間。飛機(jī)之間，也可以發(fā)生在雞與汽車之間。如果一只如果一只 1.51.5千克的雞與速度為每小時(shí)千克的雞與速度為每小時(shí)

13、5454千米的汽車相千米的汽車相撞時(shí)產(chǎn)生的力有撞時(shí)產(chǎn)生的力有28002800多牛頓。一次，一位汽車司機(jī)開車行使多牛頓。一次，一位汽車司機(jī)開車行使在鄉(xiāng)間公路上，突然，一只母雞受驚，猛然在車前跳起，結(jié)在鄉(xiāng)間公路上，突然，一只母雞受驚，猛然在車前跳起，結(jié)果沖破汽車前窗，一頭撞進(jìn)駕駛室，并使司機(jī)受了傷，可以果沖破汽車前窗，一頭撞進(jìn)駕駛室，并使司機(jī)受了傷，可以說(shuō)，汽車司機(jī)沒被母雞撞死真算幸運(yùn)。說(shuō)，汽車司機(jī)沒被母雞撞死真算幸運(yùn)。 鳥本身速度不快，質(zhì)量也不大，但相對(duì)于飛機(jī)來(lái)說(shuō)，由于飛機(jī)速度鳥本身速度不快，質(zhì)量也不大，但相對(duì)于飛機(jī)來(lái)說(shuō)，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(duì)飛機(jī)的速度很很快，所以它們相互靠近的速度很快，因此，鳥相對(duì)飛機(jī)的速度很快，具有很大的相對(duì)動(dòng)能，當(dāng)兩者相撞時(shí)，會(huì)造成嚴(yán)重的空難事故?？?，具有很大的相對(duì)動(dòng)能，當(dāng)兩者相撞時(shí)，會(huì)造成嚴(yán)重的空難事故。1. 動(dòng)能：動(dòng)能：2. 動(dòng)能定理：動(dòng)能定理：212mvkE小結(jié)：小結(jié)：外力對(duì)物體所做的總功等外力對(duì)物體所做的總功等于物體動(dòng)能的變化。于物體動(dòng)能的變化。21222121mvmvW