動(dòng)能和動(dòng)能定理

動(dòng)能和動(dòng)能定理演示文稿當(dāng)前1頁，總共31頁。動(dòng)能和動(dòng)能定理課件當(dāng)前2頁，總共31頁?；仡?/p>

物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫做動(dòng)能。在本章“7.1追尋守恒量”中，已經(jīng)知道當(dāng)前3頁，總共31頁。龍卷風(fēng)海嘯風(fēng)力發(fā)電當(dāng)前4頁，總共31頁。與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)思考：物體的動(dòng)能與哪些因素有關(guān)？是什么樣的關(guān)系？結(jié)論：物體的質(zhì)量越大，速度越大，它的動(dòng)能就越大。那么，動(dòng)能與物體的質(zhì)量和速度之間有什么定量的關(guān)系呢？當(dāng)前5頁，總共31頁。一、探究動(dòng)能的表達(dá)式重力做功WG重力勢(shì)能mgh彈力做功WF外力做功w彈性勢(shì)能kx2/2動(dòng)能表達(dá)式？當(dāng)前6頁，總共31頁。設(shè)質(zhì)量為m的某物體，在與運(yùn)動(dòng)方向總相同的恒力F的作用下發(fā)生一段位移l，速度由v1增加到v2，如圖所示。試尋求這個(gè)過程中力F做的功與v1、v2的關(guān)系？Fv1v2當(dāng)前7頁，總共31頁。推導(dǎo)F做功表達(dá)式的過程W=FLL=

(v22

－v12

)/2aa=F/mW=?當(dāng)前8頁，總共31頁。初態(tài)和末態(tài)的表達(dá)式均為“mv2/2”，這個(gè)“mv2/2”代表什么？W＝mv22－mv12末態(tài)初態(tài)結(jié)果與思考當(dāng)前9頁，總共31頁。m為物體的質(zhì)量v為物體的瞬時(shí)速度單位：焦耳（J）Ek＝mv2二.動(dòng)能當(dāng)前10頁，總共31頁。我們對(duì)動(dòng)能的表達(dá)式Ek＝mv2/2的理解1、動(dòng)能是標(biāo)量，且只有正值，動(dòng)能只與物體的速度大小有關(guān)，與速度方向無關(guān)。2、動(dòng)能是狀態(tài)量.V是瞬時(shí)速度。在某一時(shí)刻，物體具有一定的速度，也就具有一定的動(dòng)能。3、動(dòng)能具有相對(duì)性，對(duì)不同的參考系，物體速度有不同的瞬時(shí)值，也就具有不同的動(dòng)能，一般都以地面為參考系研究物體的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)前11頁，總共31頁。鳥本身速度不快，質(zhì)量也不大，但相對(duì)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(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。當(dāng)前12頁，總共31頁。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。比如一只0.45千克的鳥，撞在速度為每小時(shí)80千米的飛機(jī)上時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生1500牛頓的力，要是撞在速度為每小時(shí)960千米的飛機(jī)上，那就要產(chǎn)生21.6萬牛頓的力。如果是一只1.8千克的鳥撞在速度為每小時(shí)700千米的飛機(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“炮彈”。

1962年11月，赫赫有名的“子爵號(hào)”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。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。鳥擊落飛機(jī)

對(duì)動(dòng)能相對(duì)性的理解當(dāng)前13頁，總共31頁。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)總結(jié)：動(dòng)能是標(biāo)量，與速度方向無關(guān)；動(dòng)能與速度的平方成正比，因此速度對(duì)動(dòng)能的影響更大。①物體甲的速度是乙的兩倍；②物體甲向北運(yùn)動(dòng)，乙向南運(yùn)動(dòng)；③物體甲做直線運(yùn)動(dòng)，乙做曲線運(yùn)動(dòng)；④物體甲的質(zhì)量是乙的一半。當(dāng)前14頁，總共31頁。關(guān)于動(dòng)能的理解，下列說法正確的是：()

A、一定質(zhì)量的物體，速度變化時(shí)，動(dòng)能一定變化。B、一定質(zhì)量的物體，速度不變時(shí)，動(dòng)能一定不變。C、一定質(zhì)量的物體，動(dòng)能變化時(shí)，速度一定變化。D、一定質(zhì)量的物體，動(dòng)能不變時(shí)，速度一定不變。隨堂練習(xí)BC當(dāng)前15頁，總共31頁。W＝Ek2－Ek1=△Ek改寫力在一個(gè)過程中對(duì)物體所做的功，等于物體在這個(gè)過程中動(dòng)能的變化。W＝mv22－mv12三.動(dòng)能定理當(dāng)前16頁，總共31頁。動(dòng)能是標(biāo)量，只有正值，但△Ek有正負(fù)之分。當(dāng)外力做正功時(shí)，W>0，故△Ek>0，即Ek2>Ek1動(dòng)能增加。當(dāng)外力做負(fù)功時(shí)，W<0，故△Ek<0，即Ek2<Ek1動(dòng)能減少。當(dāng)前17頁，總共31頁。思考與討論（一）

如果物體受到幾個(gè)力作用,動(dòng)能定理中的W表示的物理意義是什么？合力所做的總功。動(dòng)能定理表述為：合

力在一個(gè)過程中對(duì)物體所做的功，等于物體在這個(gè)過程中動(dòng)能的變化。多個(gè)力作用W合＝Ek2－Ek1W=W1+W2+W3+…W=F合lcosαW合＝Ek2－Ek1W合＝mv22/2－mv12/2當(dāng)前18頁，總共31頁。思考與討論（二）

動(dòng)能定理是否可以應(yīng)用于變力做功或物體做曲線運(yùn)動(dòng)的情況，該怎樣理解?把過程分解為很多小段，認(rèn)為物體在每小段運(yùn)動(dòng)中受到的力是恒力，運(yùn)動(dòng)的軌跡是直線，這樣也能得到動(dòng)能定理．當(dāng)前19頁，總共31頁。對(duì)動(dòng)能定理的理解1、當(dāng)外力做正功時(shí)，W>0，故Ek2>Ek1，即動(dòng)能增加當(dāng)外力做負(fù)功時(shí)，W<0，故Ek2<Ek1，即動(dòng)能減少2、對(duì)狀態(tài)與過程關(guān)系的理解功是伴隨一個(gè)物理過程而產(chǎn)生的，是過程量；而動(dòng)能是狀態(tài)量動(dòng)能定理表示了過程量等于狀態(tài)量的改變量的關(guān)系。3、適用范圍：既適用于恒力做功，也適用于變力做功；既適用于直線運(yùn)動(dòng)，也適用于曲線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)前20頁，總共31頁。應(yīng)用動(dòng)能定理解題一般步驟（尤其是變力功、曲線運(yùn)動(dòng)）：1.明確對(duì)象和過程：（通常是單個(gè)物體）2.作二分析：⑴受力分析，確定各力做功及其正負(fù)⑵確定初、末速度,明確初末狀態(tài)的動(dòng)能3.由動(dòng)能定理列方程：W合＝mv22/2－mv12/2當(dāng)前21頁，總共31頁。sFf例2、一架噴氣式飛機(jī)，質(zhì)量，起飛過程中從靜止開始滑跑的路程為時(shí)，達(dá)到起飛速度。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（k=0.02）。求飛機(jī)受到的牽引力F。應(yīng)用1：恒力+直線運(yùn)動(dòng)GFN當(dāng)前22頁，總共31頁。1找對(duì)象（常是單個(gè)物體）解：對(duì)飛機(jī)由動(dòng)能定理有啟發(fā)：此類問題，牛頓定律和動(dòng)能定理都適用，但動(dòng)能定理更簡潔明了。sF1F23確定各力做功4運(yùn)動(dòng)情況分析5建方程2受力分析當(dāng)前23頁，總共31頁。例4、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(shí)速度大小為（）C應(yīng)用2：恒力+曲線運(yùn)動(dòng)不涉及物理運(yùn)動(dòng)過程中的加速度和時(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，優(yōu)先應(yīng)用動(dòng)能定理。當(dāng)前24頁，總共31頁。某人從距地面25m高處水平拋出一小球，小球質(zhì)量100g，出手時(shí)速度大小為10m/s,落地時(shí)速度大小為16m/s，取g=10m/s2，試求：（1）

人拋球時(shí)對(duì)小球做多少功？（2）小球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)克服阻力做功多少？求解曲線運(yùn)動(dòng)問題Wf=-17.2JW=5J當(dāng)前25頁，總共31頁。B.變力功單項(xiàng)足球運(yùn)動(dòng)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(shí)對(duì)足球的平均作用力為400N，球在水平面上運(yùn)動(dòng)了20m后停止，那么人對(duì)足球做的功為：

A、8000JB、4000JC、15JD、無法確定C當(dāng)前26頁，總共31頁。一質(zhì)量為

m的小球，用長為L的輕繩懸掛于O點(diǎn)。小球在水平拉力F作用下，從平衡位置P點(diǎn)很緩慢地移動(dòng)到Q點(diǎn)，細(xì)線偏離豎直方向的角度為θ，如圖所示。則拉力F做的功是：（）A.mgLcosθB.mgL(1－cosθ)C.FLcosθD.FL應(yīng)用3：變力做功B當(dāng)前27頁，總共31頁。fGG

Hh分析：小球的下落過程根據(jù)受力情況可分為兩段：應(yīng)用4：多過程1.一球從高出地面H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h深處停止，若球的質(zhì)量為m，求：球在落入地面以下的過程中受到的平均阻力。因此可以分兩段求解，也可以按全過程求解接觸地面前做自由落體運(yùn)動(dòng)，只受重力G作用；接觸地面后做減速運(yùn)動(dòng)，受重力G和阻力f作用。當(dāng)前28頁，總共31頁。接觸地面前（2）全過程：解：以球?yàn)檠芯繉?duì)象，在下落的過程中受力如圖，根據(jù)動(dòng)能定理有解得：（1）分段求解設(shè)小球在接觸地面時(shí)的速度為v，則接觸地面后GfG

Hh當(dāng)前29頁，總共31頁。如圖所示,光滑1/4圓弧半徑為0.8m,有一質(zhì)量為1.0kg的物體自A點(diǎn)從靜止開始下滑到B點(diǎn),然后沿水平面前進(jìn)4m,到達(dá)C點(diǎn)停止.求:(1)在物體沿水平運(yùn)動(dòng)中