高中物理-動能和動能定理課件

1、4。動能和動能定理4。動能和動能定理動能動能的表達(dá)式可能與那幾個物理量有關(guān)？與物體的質(zhì)量和速度有關(guān) 物體由于運(yùn)動而具有的能叫動能。動能動能的表達(dá)式可能與那幾個物理量有關(guān)？與物體的質(zhì)量和速度有尋找動能的表達(dá)式？重力做功WG重力勢能mgh彈力做功WF外力做功W彈性勢能動能表達(dá)式？動能尋找動能的表達(dá)式？重力做功WG重力勢能mgh彈力做功WF外力3.動能的公式光滑水平面上一物體質(zhì)量為m ，初速度為v1,在與運(yùn)動方向相同的恒力F的作用下發(fā)生一段位移s，速度增加到v2.推導(dǎo)出力F對物體做功的表達(dá)式 vFaFaF3.動能的公式vFaFaF動能尋找動能的表達(dá)式？從 這個式子可以看出，“ ” 很可能是一個具有特

2、定意義的物理量，因?yàn)檫@個物理量在過程終了時和過程開始時的差，正好等于力對物體做的功， 所以“”就應(yīng)該是我們尋找的動能的表達(dá)式 動能尋找動能的表達(dá)式？從 動能動能的表達(dá)式單位：焦耳 1kgm2/s2=1Nm=1J動能動能的表達(dá)式單位：焦耳 1kgm2/s2=1N動能我們對動能的表達(dá)式的理解1、動能是標(biāo)量，且只有正值2、動能具有瞬時性，在某一時刻，物體具有一定的速度，也就具有一定的動能。3、動能具有相對性，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，一般都以地面為參考系研究物體的運(yùn)動。動能我們對動能的表達(dá)式的理解1、動能是標(biāo)量，且只有正值下列幾種情況中，甲、乙兩物體的動能相等的是

3、( )A甲的速度是乙的2倍，乙的質(zhì)量是甲的2倍B甲的質(zhì)量是乙的2倍，乙的速度是甲的2倍C甲的質(zhì)量是乙的4倍，乙的速度是甲的2倍D質(zhì)量相同，速度大小也相同，但甲向東運(yùn) 動，乙向西運(yùn)動練習(xí)CD下列幾種情況中，甲、乙兩物體的動能相等的是 練習(xí)CD動能定理我們得到動能的表達(dá)式后可以寫成動能定理我們得到動能的表達(dá)式后可以寫成2.動能定理內(nèi)容：外力在一個過程中對物體所做的總功等于物體在這個過程中動能的變化。1、合力做功。2、外力做功之和。外力的總功末動能初動能動能變化和某一過程（始末狀態(tài)）相對應(yīng)。2.動能定理內(nèi)容：外力在一個過程中對物體所做的總功等于物體在（1）若合外力方向與物體運(yùn)動方向相同時，合外力 對

4、物體做正功，W0 ，Ek2Ek1,則物體動能增加。 （2）若合外力方向與物體運(yùn)動方向相反時，合外力對物體做負(fù)功，W0 ， Ek2Ek1,則物體動能減小。3.對動能定理的理解：a合力對物體做功“正”“負(fù)”的理解（1）若合外力方向與物體運(yùn)動方向相同時，合外力 對b合力對物體做的功的理解c.對動能定理標(biāo)量性的認(rèn)識.W合 F合Lcosq. W合W1+W2 +F1L1 +F2L2 + cosq cos q 因動能定理中各項(xiàng)均為標(biāo)量，因此單純速度方向改變不影響動能大小。如勻速圓周運(yùn)動過程中，合外力方向指向圓心，與位移方向始終保持垂直，所以合外力做功為零，動能變化亦為零，并不因速度方向改變而改變。d.對定理

5、中“變化”一詞的理解 由于外力做功可正、可負(fù)，因此物體在一運(yùn)動過程中動能可增加，也可能減少。因而定理中“變化”一詞，并不表示動能一定增大，它的確切含義為末態(tài)與初態(tài)的動能差，或稱為“改變量”。數(shù)值可正，可負(fù)。b合力對物體做的功的理解c.對動能定理標(biāo)量性的認(rèn)識.W合動能定理我們對動能定理的理解1、動能定理既適用于恒力作用的過程，也適用于變力 作用的過程2、動能定理既適用于物體做直線運(yùn)動的情況，也適用 于物體做曲線運(yùn)動的情況3、動能定理的研究對象一般是一個物體，也可以是幾 個物體組成的系統(tǒng)4、動能定理的計(jì)算式是標(biāo)量式，v為相對同一參考系 的速度動能定理我們對動能定理的理解1、動能定理既適用于恒力作用

6、的過例1:一架噴氣式飛機(jī)，質(zhì)量5103 kg，起飛過程中從靜止開始滑跑的路程為s5.3102時，達(dá)到起飛速度60/s，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(0.02)，求飛機(jī)受到的牽引力. 例1:一架噴氣式飛機(jī)，質(zhì)量5103 kg，起飛過程中解法一：以飛機(jī)為研究對象，它做勻加速直線運(yùn)動受到重力、支持力、牽引力和阻力作用.F合Fkmga又as 由和得： 22.52105.2s3310360105100202+=+=vmkmgFN解法一：以飛機(jī)為研究對象，它做勻加速直線運(yùn)動受到重力、支持力結(jié)論：此類問題，牛頓定律和動能定理都適用，但動能定理更簡潔明了。vF1F2解法二：以飛機(jī)為研究對

7、象，它受到重力、支持力、牽引力和阻力作用，這四個力做的功分別為W，W支，W牽F1s，W阻s .據(jù)動能定理得：結(jié)論：此類問題，牛頓定律和動能定理都適用，但動能定理更簡潔明1找對象（常是單個物體）解：對飛機(jī) 由動能定理有vF1F23確定各力做功2運(yùn)動情況分析4確定始、末態(tài)的動能,根據(jù)動能定理列出方程2受力分析四、動能定理的解題步驟1找對象（常是單個物體）解：對飛機(jī)vF1F23確定各力做功2例題小結(jié)用動能定理解決問題的一般步驟 1明確研究對象、研究過程，找出初末狀態(tài) 的速度情況2要對物體進(jìn)行正確的受力分析，明確各個 力的做功大小及正負(fù)情況3明確初末狀態(tài)的動能4由動能定理列方程求解，并對結(jié)果進(jìn)行討論例

8、題小結(jié)用動能定理解決問題的一般步驟 1明確研究對象、研究例2、一輛質(zhì)量為m、速度為v0的汽車在關(guān)閉發(fā)動機(jī)后于水平地面上滑行了距離L后停了下來。試求汽車受到的阻力。解：汽車的初動能和末動能分別為mv02/2和0，阻力F阻做的功為-F阻L。應(yīng)用動能定律有：由此解得：例2、一輛質(zhì)量為m、速度為v0的汽車在關(guān)閉發(fā)動機(jī)后于水平地面動能定理練習(xí)1一物體做變速運(yùn)動時，下列說法正確的是（ ） A合外力一定對物體做功，使物體動能改變B物體所受合外力一定不為零C合外力一定對物體做功，但物體動能可能不變D物體加速度一定不為零B D動能定理練習(xí)1一物體做變速運(yùn)動時，下列說法正確的是（ 2.同一物體分別從高度相同，傾角

9、不同的光滑斜面的頂端滑到底端時，相同的物理量是：A.動能 B.速度 C.速率 D.重力所做的功ACD2.同一物體分別從高度相同，傾角不同的光滑斜面的頂端滑到底端五、動能定理的應(yīng)用舉例方法指導(dǎo)：涉及只關(guān)注某過程的初、末狀態(tài)，不需考慮過程細(xì)節(jié)，尤其是求變力功、曲線運(yùn)動、多過程、瞬間過程更有優(yōu)勢！外力的總功末動能初動能五、動能定理的應(yīng)用舉例方法指導(dǎo)：涉及只關(guān)注某過程的初、末狀態(tài)例1、用拉力F拉一個質(zhì)量為m的木箱由靜止開始在水平冰道上移動了S,拉力F跟木箱前進(jìn)的方向的夾角為,木箱與冰道間的動摩擦因數(shù)為,求木箱獲得的速度.FFNfGA.常規(guī)題答案：例1、用拉力F拉一個質(zhì)量為m的木箱由靜止開始在水平冰道上

10、移動 用動能定理解決變力做功的方法: 一般不直接求功,而是先分析動能變化,再由能定理求功.B.變力做功題例2、一輛汽車的質(zhì)量為m，從靜止開始起動，沿水平路面前進(jìn)了x后，達(dá)到了最大行使速度vmax，設(shè)汽車的牽引力功率保持不變，所受阻力為車重的k倍，求：（1）汽車的牽引力功率（2）汽車從靜止開始到勻速運(yùn)動所需時間答案(1)kmgvmax（2）（vmax2+2kgx）/2kgvmax 用動能定理解決變力做功的方法:B.變力做功題例2、一輛汽2.足球運(yùn)動員用力踢質(zhì)量為0.3kg的靜止足球，使足球以10m/s的速度飛出，假定腳踢足球時對足球的平均作用力為400N，球在水平面上運(yùn)動了20m后停止，那么人對

11、足球做的功為：A、8000JB、4000JC、15JD、無法確定C2.足球運(yùn)動員用力踢質(zhì)量為0.3kg的靜止足球，使足球以10例3、運(yùn)動員用力將一質(zhì)量為m的鉛球從離地為h高處以初速度v0斜向上推出，當(dāng)它落到地面時速度為v，則在此過程中鉛球克服空氣阻力所做的功等于：A、mgh-mv2/2-mv02/2B、-mv2/2-mv02/2-mghC、mgh+mv02/2-mv2/2D、mgh+mv2/2-mv02/2C.曲線運(yùn)動問題C例3、運(yùn)動員用力將一質(zhì)量為m的鉛球從離地為h高處以初速度v0 3.在h高處，以初速度v0向水平方向拋出一小球，不計(jì)空氣阻力，小球著地時速度大小為（ ）C 3.在h高處，以初

12、速度v0向水平方向拋出一小球，不計(jì)空D、多過程問題例4、質(zhì)量為m的物體靜止在水平面上，它與水平面間的動摩擦因素為u，物體在水平力F作用下開始運(yùn)動，發(fā)生位移s1時撤去力F，問物體還能運(yùn)動多遠(yuǎn)？NfFGNfGNGS1S2 運(yùn)用動能定理對復(fù)雜過程列式求解的方法：分段列式法；全程列式法。D、多過程問題例4、質(zhì)量為m的物體靜止在水平面上，它與水平面方法一：可將物體的運(yùn)動分成兩段進(jìn)行求解 物體開始做勻加速運(yùn)動位移為s1，水平外力F做正功，f做負(fù)功，mg,N不做功；初始動能Ek0=0，末動能Ek1=mv12/2.根據(jù)動能定理：Fs1-fs1=mv12/2-0,即 Fs1-umgs1=mv12/2-0物體在s

13、2段做勻減速運(yùn)動，f做負(fù)功，mg,N不做功；初動能Ek1=mv12/2，末動能Ek2=0根據(jù)動能定理：-fs2=0-mv12/2，即-umgs2=0-mv12/2即Fs1-umgs1=umgs2所以s2=(F-umg)s1/umgNfFGNfGNGS1S2方法一：可將物體的運(yùn)動分成兩段進(jìn)行求解 物體開始做勻加方法二：從靜止開始加速，然后減速為零，對全過程進(jìn)行求解 設(shè)加速位移為s1，減速位移為s2；水平外力F在s1段做正功，滑動摩擦力f在（s1+s2）段做負(fù)功，mg,N不做功；初始動能為Ek0=0，末動能Ek=0在豎直方向上：N-mg=0；滑動摩擦力 f=uN根據(jù)動能定理：Fs1-umg(s1+s2)=0-0得：s2=(F-umg)s1/umgNfFGNfGNGS1S2方法二：從靜止開始加速，然后減速為零，對全過程進(jìn)行求解 4.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)動到高為h2的B處，若在A處的速度為vA，B處速度為vB