高中物理第七章機械能守恒定律7動能和動能定理課件新人教版必修2.ppt

1、第七章,7動能和動能定理,學習目標 1.知道動能的符號、單位和表達式，會根據(jù)動能的表達式計算物體的動能. 2.能運用牛頓第二定律與運動學公式導出動能定理，理解動能定理的物理意義. 3.能應用動能定理解決簡單的問題.,內容索引,自主預習梳理, 重點知識探究, 當堂達標檢測,自主預習梳理,1.定義：物體由于 而具有的能. 2.表達式：Ek . 3.單位：與 的單位相同，國際單位為 ，符號為 . 4.標矢性：動能是 量，只有 沒有方向.,一、動能,運動,功 焦耳 J,標 大小,1.內容：力在一個過程中對物體所做的功，等于物體在這個過程中_ . 2.表達式：W . 3.適用范圍：既適用于 做功，也適用

2、于 做功；既適用于 運動，也適用于 運動.,二、動能定理,變化,直線,變力,動能的,恒力,曲線,一個質量為0.1 kg的球在光滑水平面上以5 m/s 的速度勻速運動，與豎直墻壁碰撞以后以原速率被彈回，若以初速度方向為正方向，則小球碰墻前后速度的變化為_，動能的變化為_.,10 m/s,0,重點知識探究,一、動能,讓鐵球從光滑的斜面上由靜止?jié)L下，與木塊相碰， 推動木塊做功.(如圖1所示) (1)讓同一鐵球從不同的高度靜止?jié)L下，可以看到： 高度大時鐵球把木塊推得遠，對木塊做的功多. (2)讓質量不同的鐵球從同一高度靜止?jié)L下，可以看到：質量大的鐵球把木塊推得遠，對木塊做的功多. 以上兩個現(xiàn)象說明動能

3、的影響因素有哪些？,答案,圖1,答案由于鐵球從同一斜面上靜止?jié)L下，加速度均為gsin ，由v22ax和 得知，鐵球到達水平面時的速度由h決定.同一鐵球從不同高度靜止?jié)L下，高度大的到達水平面時的速度大，把木塊推得遠，對木塊做功多，故動能的影響因素有速度；質量不同的鐵球從同一高度靜止?jié)L下，到達水平面時的速度相等，質量大的鐵球對木塊做功多，說明動能的影響因素有質量.,1.對動能的理解 (1)動能是標量，沒有負值，與物體的速度方向無關. (2)動能是狀態(tài)量，具有瞬時性，與物體的運動狀態(tài)(或某一時刻的速度)相對應. (3)動能具有相對性，選取不同的參考系，物體的速度不同，動能也不同，一般以地面為參考系.

4、 2.動能變化量Ek 物體動能的變化量是末動能與初動能之差，即 若 Ek0，則表示物體的動能增加，若Ek0，則表示物體的動能減少.,解析動能的表達式為 ，即物體的動能大小由質量和速度大小共同決定，速度大的物體的動能不一定大，故A錯誤； 速度加倍，它的動能變?yōu)樵瓉淼?倍，故B錯誤； 速度只要大小保持不變，動能就不變，故C正確，D錯誤.,例1下列關于動能的說法正確的是 A.兩個物體中，速度大的動能也大 B.某物體的速度加倍，它的動能也加倍 C.做勻速圓周運動的物體動能保持不變 D.某物體的動能保持不變，則速度一定不變,解析,答案,二、動能定理,如圖2所示，物體在恒力F的作用下向前運動了一段距離，速

5、度由v1增加到v2.試推導出力F對物體做功的表達式.,答案,圖2,對動能定理的理解,(2)W表示這個過程中合力做的功，它等于各力做功的代數(shù)和.,2.物理意義：動能定理指出了合外力對物體所做的總功與物體動能變化之間的關系，即若合外力做正功，物體的動能增加，若合外力做負功，物體的動能減小，做了多少功，動能就變化多少. 3.實質：動能定理從能量變化的角度反映了力改變運動的狀態(tài)時，在空間上的累積效果.,例2下列關于運動物體的合外力做功和動能、速度變化的關系，正確的是 A.物體做變速運動，合外力一定不為零，動能一定變化 B.若合外力對物體做功為零，則合外力一定為零 C.物體的合外力做功，它的速度大小一定

6、發(fā)生變化 D.物體的動能不變，所受的合外力必定為零,答案,解析,解析力是改變物體速度的原因，物體做變速運動時，合外力一定不為零，但合外力不為零時，做功可能為零，動能可能不變，A、B錯誤. 物體的合外力做功，它的動能一定變化，速度大小也一定變化，C正確. 物體的動能不變，所受合外力做功一定為零，但合外力不一定為零，D錯誤.,三、動能定理的應用,例3如圖3所示，物體在離斜面底端5 m處由靜止開始下滑，然后滑上與斜面平滑連接的水平面，若物體與斜面及水平面的動摩擦因數(shù)均為0.4，斜面傾角為37.求物體能在水平面上滑行的距離.(sin 370.6，cos 370.8),答案,解析,圖3,答案3.5 m,

7、解析對物體在斜面上和水平面上受力分析如圖所示. 方法一分過程列方程：設物體滑到斜面底端時的速度為v， 物體下滑階段FN1mgcos 37，故Ff1FN1mgcos 37.,設物體在水平面上滑行的距離為l2，摩擦力Ff2FN2mg,由以上各式可得l23.5 m. 方法二全過程列方程： mgl1sin 37mgcos 37l1mgl20得：l23.5 m.,應用動能定理解題的一般步驟： (1)選取研究對象(通常是單個物體)，明確它的運動過程. (2)對研究對象進行受力分析，明確各力做功的情況，求出外力做功的代數(shù)和. (3)明確物體在初、末狀態(tài)的動能Ek1、Ek2. (4)列出動能定理的方程WEk2

8、Ek1，結合其他必要的解題方程求解并驗算.,針對訓練(多選)甲、乙兩個質量相同的物體，用大小相等的力F分別拉它們在水平面上從靜止開始運動相同的距離s.如圖4所示，甲在光滑面上，乙在粗糙面上，則下列關于力F對甲、乙兩物體做的功和甲、乙兩物體獲得的動能的說法中正確的是 A.力F對甲物體做功多 B.力F對甲、乙兩個物體做的功一樣多 C.甲物體獲得的動能比乙大 D.甲、乙兩個物體獲得的動能相同,圖4,答案,解析,解析由功的公式WFlcos Fs可知，兩種情況下力F對甲、乙兩個物體做的功一樣多，A錯誤，B正確； 根據(jù)動能定理，對甲有FsEk1，對乙有FsFfsEk2，可知Ek1Ek2，即甲物體獲得的動能

9、比乙大，C正確，D錯誤.,當堂達標檢測,1.(對動能的理解)(多選)關于動能的理解，下列說法正確的是 A.一般情況下， 中的v是相對于地面的速度 B.動能的大小由物體的質量和速率決定，與物體的運動方向無關 C.物體以相同的速率向東和向西運動，動能的大小相等、方向相反 D.當物體以不變的速率做曲線運動時其動能不斷變化,1,2,3,4,解析,答案,解析動能是標量，由物體的質量和速率決定，與物體的運動方向無關.動能具有相對性，無特別說明，一般指相對于地面的動能.選A、B.,2.(對動能定理的理解)有一質量為m的木塊，從半徑為 r的圓弧曲面上的a點滑向b點，如圖5所示.如果由于摩 擦使木塊的運動速率保

10、持不變，則以下敘述正確的是 A.木塊所受的合外力為零 B.因木塊所受的力都不對其做功，所以合外力做的功為零 C.重力和摩擦力的合力做的功為零 D.重力和摩擦力的合力為零,解析,答案,圖5,1,2,3,4,解析木塊做曲線運動，速度方向變化，加速度不為零，故合外力不為零，A錯； 速率不變，動能不變，由動能定理知，合外力做的功為零，而支持力始終不做功，重力做正功，所以重力做的功與摩擦力做的功的代數(shù)和為零，但重力和摩擦力的合力不為零，C對，B、D錯.,1,2,3,4,3.(動能定理的應用)如圖6所示，一半徑為R的半圓形 軌道豎直固定放置，軌道兩端等高；質量為m的質點 自軌道端點P由靜止開始滑下，滑到最低點Q時，對 軌道的正壓力為2mg，重力加速度大小為g.質點自P 滑到Q的過程中，克服摩擦力所做的功為,解析,答案,圖6,1,2,3,4,解析質點經(jīng)過Q點時，由重力和軌道支持力的合力提供向心力，,1,2,3,4,4.(動能定理的應用)半徑R1 m的 圓弧軌道下端與 一光滑水平軌道連接，水平軌道離地面高度h1 m， 如圖7所示，有一