動能和動能定理

1、動能和動能定理動能和動能定理1.動動能能帆船水車水車一、動能一、動能1 1、定義：物體由于運動而具有的能、定義：物體由于運動而具有的能問題：光滑水平面上一物體原來靜止，質(zhì)量為問題：光滑水平面上一物體原來靜止，質(zhì)量為m，此時動能是多少？此時動能是多少？(因為物體沒有運動，所以沒有動能因為物體沒有運動，所以沒有動能)。 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)，這個過程中外力做功多少？物，這個過程中外力做功多少？物體獲得了多少動能？體獲得了多少動能？V=0aFsvFFsEk22212mvavma1 1、定義：物體由于運動而具有的能、定

2、義：物體由于運動而具有的能2 2、公式：、公式：221mvEk4 4、動能是標量、動能是標量 3 3、單位：焦耳、單位：焦耳(J)(J)一、動能一、動能試比較下列每種情況下，甲、乙兩物體的動能：試比較下列每種情況下，甲、乙兩物體的動能：(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)：動能是標量，與速度方向無關(guān)；動能與總結(jié)：動能是標量，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；物體甲向北運動，乙向南運動；物體甲向北運動，乙向南運動；物體

3、甲做直線運動，乙做曲線運動；物體甲做直線運動，乙做曲線運動；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)量相同的兩個物體，關(guān)于它們的速度、已知質(zhì)量相同的兩個物體，關(guān)于它們的速度和動能的關(guān)系，下列說法中正確的是（和動能的關(guān)系，下列說法中正確的是（ ）A、若速度相同，則動能必相同、若速度相同，則動能必相同B、若動能相同，則速度必相同、若動能相同，則速度必相同C、若動能變化，則速度必變化、若動能變化，則速度必變化D、若速度變化，則動能必變化、若速度變化，則動能必變化AC二、動能定理二、動能定理將剛才推導動能公式的例子改動一下將剛才推導動能公式

4、的例子改動一下設(shè)某物體的質(zhì)量設(shè)某物體的質(zhì)量為為m m，在與運動方向相同的合外力，在與運動方向相同的合外力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。請推導出功，如圖所示。請推導出功與動能的關(guān)系。與動能的關(guān)系。推導過程：推導過程：合外力做功：合外力做功：由牛頓第二定律和勻變速運動的規(guī)律可得：由牛頓第二定律和勻變速運動的規(guī)律可得：W=FSW=FS 22212vvsa22211122Fsmvmv21kkEEW Fma二、動能定理二、動能定理表述：表述：外力對物體所做的外力對物體所做的總功總功等于等于物體物體動能的變化動能的變化。

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

6、 +F1s1 +F2s2 + cosq cos qW合合Ek2Ek1過程量過程量狀態(tài)量狀態(tài)量狀態(tài)量狀態(tài)量做功的過程伴隨著做功的過程伴隨著能量的變化。能量的變化。動能定理的理解及應用要點：動能定理的理解及應用要點：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. 既適用于直線運動，也適用于既適用于直線運動，也適用于曲線曲線運動。運動。既適用于單一運動過程，也適用于既適用于單一運動過程，也適用于運動的全運動的全過程過程。動能定理不涉及物理運動過程中的加速度和時間，而只與物體的初末狀態(tài)有關(guān)，在涉及有關(guān)的力學問題，應優(yōu)先考慮應用動能定理。sFf 例例1、 一架噴氣式飛機，質(zhì)量一架

7、噴氣式飛機，質(zhì)量 ，起飛過，起飛過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，達到起時，達到起飛速度飛速度 。在此過程中飛機受到的平均阻力是飛。在此過程中飛機受到的平均阻力是飛機重量的機重量的0.02倍（倍（k=0.02）。求飛機受到的牽引力）。求飛機受到的牽引力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：對飛機解：對飛機 由動能定理有由動能定理有221mvkmgsFskmgsmvF228 . 9100 . 502. 0103 . 5260100 . 53223 N4108 . 1sF1F2確確定定各各力力

8、做做功功3 3運動情況分析運動情況分析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，求：斜面低端時，求：（1）當斜面光滑時，物體到斜面低端時的速度？）當斜面光滑時，物體到斜面低端時的速度？（2）當物體與斜面的摩擦因數(shù)為）當物體與斜面的摩擦因數(shù)為0.5時，物體時，物體 到斜面低端時的速度？到斜面低端時的速度？“三三 同同”：a 、力對、力對“物體物體”做功與做功與“物體物體”動能變化中動能變化中”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)，應取有關(guān)，應取 同一參考系同一參考系FsW 221mvEKc、物體做功的、物體做功的“過程過程”應與物體動能變化的應與物體動能變化的“過程過程”一樣，即一樣，即 同一過程同一過程21222121mvmvW總 我們知道，運動是相對的。當鳥兒與飛機相對而行時，雖我們知道，運動是相對的。當鳥兒與飛機相對而行時，雖然鳥兒的速度不是很大，但是飛機的飛行速度很大，這樣對于然鳥兒的速度不是很大，但是飛機的飛行速度很大，這樣對于飛機來說，鳥兒的速度就很大。速度越大，撞擊的力量就越大。飛機來說，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，撞在速度為每小時千克的鳥，撞在速度為每小時8080千米的飛機千米的飛機上時，就會產(chǎn)生上時，就會產(chǎn)生15001500牛頓的力，要是撞在速度為每小時牛頓的力，要是撞在速度為每小時960960千千米的飛機上，那就要產(chǎn)生米的飛機上，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1.81.8千千克的鳥撞在速度為每小時克的鳥撞在速度為每小時 700700千米的飛機上，產(chǎn)生的沖擊力比千米的飛機上，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“子爵號子爵號”飛機正在美國馬里蘭飛機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。慢翱翔的天鵝。鳥擊落飛機鳥擊落飛機 在我國也發(fā)生過類似的事情。在我國也發(fā)生過類似的事情。19911991年年1010月月6 6日，海南海日，海南?？谑袠窎|機場，海軍航空兵的一架口市樂東機場，海軍航空兵的一架“014014號號 ” ”飛機剛騰空而飛機剛騰空而

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

13、5454千米的汽車相千米的汽車相撞時產(chǎn)生的力有撞時產(chǎn)生的力有28002800多牛頓。一次，一位汽車司機開車行使多牛頓。一次，一位汽車司機開車行使在鄉(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，一頭撞進駕駛室，并使司機受了傷，可以果沖破汽車前窗，一頭撞進駕駛室，并使司機受了傷，可以說，汽車司機沒被母雞撞死真算幸運。說，汽車司機沒被母雞撞死真算幸運。 鳥本身速度不快，質(zhì)量也不大，但相對于飛機來說，由于飛機速度鳥本身速度不快，質(zhì)量也不大，但相對于飛機來說，由于飛機速度很快，所以它們相互靠近的速度很快，因此，鳥相對飛機的速度很很快，所以它們相互靠近的速度很快，因此，鳥相對飛機的速度很快，具有很大的相對動能，當兩者相撞時，會造成嚴重的空難事故?？?，具有很大的相對動能，當兩者相撞時，會造成嚴重的空難事故。1. 動能：動能：2. 動能定理：動能定理：212mvkE小結(jié)：小結(jié)：外力對物體所做的總功等外力對物體所做的總功等于物體動能的變化。于物體動能的變化。21222121mvmvW