动能和动能定理ppt课件

7 7 7 7动能和动能定理7动能和动能定理 物体由于物体由于运动运动而具而具有的能量叫做动能。有的能量叫做动能。在本章在本章“1 1追寻守恒量追寻守恒量”中，已经知道中，已经知道物体由于运动而具有的能量叫做动能。在本章“1追寻守与物体的质量和速度有关与物体的质量和速度有关思考思考：物体的动能与哪些因素有：物体的动能与哪些因素有 关关？是什么样的关系？是什么样的关系？与物体的质量和速度有关思考：物体的动能与哪些因素有关？是什 结论：结论：物体的质量越大，速度越大，它物体的质量越大，速度越大，它的动能就越大。的动能就越大。那么，动能与物体的质量和速度之间那么，动能与物体的质量和速度之间有什么定量的关系呢？有什么定量的关系呢？结论：物体的质量越大，速度越大，它的动能就越大。一、探究动能的表达式一、探究动能的表达式重力做功重力做功WG重力势能重力势能mgh弹力做功弹力做功WF外力做功外力做功 w w弹性势能弹性势能kx2/2动能表达式？动能表达式？一、探究动能的表达式重力做功WG重力势能mgh弹力做功WF外探探究究物物体体动动能能表表达达式式 设质量为设质量为m的某物体，在与运动方的某物体，在与运动方向总相同的恒力向总相同的恒力F的作用下发生一段位的作用下发生一段位移移l，速度由，速度由v1增加到增加到v2，如图所示。试，如图所示。试寻求这个过程中力寻求这个过程中力F做的功与做的功与v1、v2的关的关系？系？l lFv1v2探究物体动能表达式设质量为m的某物体，在与运动方向总推导推导F做功表达式的过程做功表达式的过程W=FLL=(v22v12)/2aa=F/mW=?推导F做功表达式的过程W=FLL=(v22v12)/结结果果与与思思考考初态和末态的表达式均为初态和末态的表达式均为“mv2/2”，这个这个“mv2/2”代表什么？代表什么？W mv22 mv12末态初态结果与思考初态和末态的表达式均为“mv2/2”，这个“mv2mm为物体的质量为物体的质量为物体的质量为物体的质量v v为物体的瞬时速为物体的瞬时速为物体的瞬时速为物体的瞬时速度度度度单位：焦耳单位：焦耳单位：焦耳单位：焦耳（J J）Ek mv2二二.动能动能m为物体的质量v为物体的瞬时速度单位：焦耳（J）Ek我们对动能的表达式我们对动能的表达式Ek kmv2/2的理解的理解1 1、动能是、动能是标量标量，且只有，且只有正值正值，动能只与物体的速，动能只与物体的速度大小有关，与速度方向无关度大小有关，与速度方向无关,且速度对动能影响且速度对动能影响比质量大。比质量大。2 2、动能是、动能是状态量状态量.V V是是瞬时速度瞬时速度。在某一时刻，物。在某一时刻，物体具有一定的速度，也就具有一定的动能。体具有一定的速度，也就具有一定的动能。3 3、动能具有、动能具有相对性相对性，对不同的参考系，物体速度，对不同的参考系，物体速度有不同的瞬时值，也就具有不同的动能，一般都以有不同的瞬时值，也就具有不同的动能，一般都以地面为参考系研究物体的运动。地面为参考系研究物体的运动。我们对动能的表达式Ekmv2/2的理解1、动能是标量，且只关于动能的理解，下列说法正确的是：A、一定质量的物体，速度变化时，动能一定变化。B、一定质量的物体，速度不变时，动能一定不变。C、一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化。D、一定质量的物体，动能不变时，速度一定不变。随随堂堂练练习习BC关于动能的理解，下列说法正确的是：A、一定质量的物体，WEk2Ek1=Ek改改改改写写写写 力在一个过程中对物体所做的功，等力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。于物体在这个过程中动能的变化。W mv22 mv12三三.动能定理动能定理WEk2Ek1=Ek改写力在一个过程中对物体动能是标量，只有正值，但动能是标量，只有正值，但 Ek有正负之有正负之分。分。v当外力做当外力做正功正功时，时，W0，故，故 Ek0，即，即Ek2Ek1 动能动能增加。增加。v当外力做当外力做负功负功时，时，W0，故，故 Ek0，即即Ek2Ek1 动能动能减少。减少。动能是标量，只有正值，但Ek有正负之分。思考与讨论（一）思考与讨论（一）v 如果物体受到几个力作用如果物体受到几个力作用,动能定理中的动能定理中的W表示的物理意表示的物理意义是什么？义是什么？v合力所做的总功。合力所做的总功。v动能定理表述为：动能定理表述为：v合合力力在一个过程中对物体所做的功，等于在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。物体在这个过程中动能的变化。思考与讨论（一）如果物体受到几个力作用,动能定理中的W表示多个力作用多个力作用W合合Ek2Ek1W合合mv22/2mv12/2多个力作用W合Ek2Ek1W合mv22/2mv12/举例说明举例说明v上一节课做实验探究物体速度与力做功之间的关系时，上一节课做实验探究物体速度与力做功之间的关系时，曾经采用的一种方法是平衡摩擦力，实际上这时小车受曾经采用的一种方法是平衡摩擦力，实际上这时小车受到的橡皮筋的拉力就等于物体所受的合力到的橡皮筋的拉力就等于物体所受的合力v一架飞机在牵引力和阻力的共同作用下，在跑道上加速一架飞机在牵引力和阻力的共同作用下，在跑道上加速运动速度越来越大，动能越来越大这个过程中是牵运动速度越来越大，动能越来越大这个过程中是牵引力和阻力都做功，牵引力做正功，阻力做负功，牵引引力和阻力都做功，牵引力做正功，阻力做负功，牵引力和阻力的合力做了多少功，飞机的动能就变化了多少力和阻力的合力做了多少功，飞机的动能就变化了多少举例说明思考与讨论（二）思考与讨论（二）v 动能定理是否可以应用于变力做功或物体做曲线动能定理是否可以应用于变力做功或物体做曲线运动的情况，该怎样理解运动的情况，该怎样理解?v把过程分解为很多小段，认为物体在每小段运动把过程分解为很多小段，认为物体在每小段运动中受到的力是恒力，运动的轨迹是直线，这样也中受到的力是恒力，运动的轨迹是直线，这样也能得到动能定理能得到动能定理思考与讨论（二）动能定理是否可以应用于变力做功或物体做曲线应用动能定理解题一般步骤应用动能定理解题一般步骤应用动能定理解题一般步骤应用动能定理解题一般步骤（尤其是变力功、曲线运动尤其是变力功、曲线运动尤其是变力功、曲线运动尤其是变力功、曲线运动）：1.1.明确对象和过程明确对象和过程：（通常是单个物体）：（通常是单个物体）：（通常是单个物体）：（通常是单个物体）2.2.作二分析：作二分析：受力分析，受力分析，受力分析，受力分析，确定各力做功及其正负确定各力做功及其正负确定各力做功及其正负确定各力做功及其正负 确定初、末速度确定初、末速度确定初、末速度确定初、末速度,明确初末状态的动能明确初末状态的动能3.3.由动能定理列方程：由动能定理列方程：W合合mv22/2mv12/2应用动能定理解题一般步骤（尤其是变力功、曲线运动）：W合msFf例例1、一架喷气式飞机，质量、一架喷气式飞机，质量 ，起飞过程中从，起飞过程中从静止开始滑跑的路程为静止开始滑跑的路程为 时，达到起飞速度时，达到起飞速度 。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍倍（k=0.02）。求飞机受到的牵引力）。求飞机受到的牵引力F。应用应用1：恒力：恒力+直线运动直线运动GFNsFf例1、一架喷气式飞机，质量1 1找对象（常是单个物体找对象（常是单个物体或可看做单个物体）或可看做单个物体）解：对飞机解：对飞机 由动能定理有由动能定理有启发：此类问题，牛顿定律和动能定理都适用，但启发：此类问题，牛顿定律和动能定理都适用，但启发：此类问题，牛顿定律和动能定理都适用，但启发：此类问题，牛顿定律和动能定理都适用，但动能定理更简洁明了。动能定理更简洁明了。动能定理更简洁明了。动能定理更简洁明了。sF1F23 3确确定定各各力力做做功功4 4运动情况分析运动情况分析5 5建方程建方程2 2受受力力分分析析1找对象（常是单个物体解：对飞机启发：此类问题，牛顿定律和动例例4、在、在h高处，以初速度高处，以初速度v0向水平向水平方向抛出一小球，不计空气阻力，方向抛出一小球，不计空气阻力，小球着地时速度大小为（小球着地时速度大小为（）C应用应用2：恒力：恒力+曲线运动曲线运动不涉及不涉及物理运动过程中物理运动过程中的的加速度和时间加速度和时间，而，而只只与与物体的物体的初末状态有关初末状态有关，在涉及有关的力学问题，在涉及有关的力学问题，优先应用动能定理。优先应用动能定理。例4、在h高处，以初速度v0向水平方向抛出一小球，不计空气阻例例8:8:如下图，三小球完全相同，均从离地面高如下图，三小球完全相同，均从离地面高H H处无初速处无初速释放，不计摩擦，求小球的落地速度。释放，不计摩擦，求小球的落地速度。小结：小结：应用动能定理处理问题时，不需要考虑物体运动细节、运应用动能定理处理问题时，不需要考虑物体运动细节、运动方向，用动能定理处理问题比牛顿运动定律方便。动方向，用动能定理处理问题比牛顿运动定律方便。不需要考虑物体运动细节，运动方向不需要考虑物体运动细节，运动方向典型应用典型应用答案：答案：2gH例8:如下图，三小球完全相同，均从离地面高H处无初速释放，不 一质量为一质量为m的小球，用长为的小球，用长为L的的轻绳悬挂于轻绳悬挂于O点。小球在水平拉力点。小球在水平拉力F作作用下，从平衡位置用下，从平衡位置P点很点很缓慢缓慢地移动到地移动到Q点，细线偏离竖直方向的角度为点，细线偏离竖直方向的角度为，如图所示。则拉力如图所示。则拉力F做的功是做的功是：A.mgLcos B.mgL(1cos)C.FLcos D.FL应用3：变力做功一质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂于O点。小球在 瞬间力做功问题瞬间力做功问题例9:运动员踢球的平均作用力为运动员踢球的平均作用力为200N,把一个静止的把一个静止的质量为质量为1kg的球以的球以10m/s的速度踢出的速度踢出,水平面上运动水平面上运动50m后停下后停下,则运动员对球做的功则运动员对球做的功?FS=50mvov=0求变力做功问题求变力做功问题如果运动员踢球时，球以如果运动员踢球时，球以10m/s10m/s迎面飞来迎面飞来,踢出速度仍为踢出速度仍为10m/s,10m/s,则运动员对球做的功为多少则运动员对球做的功为多少?典型应用典型应用答案：答案：50 J 0 瞬间力做功例例10:10:一列货车的质量为一列货车的质量为5.05.0105kg,kg,在平直轨道在平直轨道以额定功率以额定功率3000kw3000kw加速行驶加速行驶,当速度由静止加速当速度由静止加速到所能达到的最大速度到所能达到的最大速度30m/s30m/s时时,共用了共用了2min,2min,则则这段时间内列车前进的距离是多少这段时间内列车前进的距离是多少?Ff求变力做功问题求变力做功问题 （与机车相联系的问题）（与机车相联系的问题）典型应用典型应用答案：答案：1350 m例10:一列货车的质量为5.0105kg,在平直轨道以额定高考是怎样考的 一物块由静止开始从粗糙斜面上的某一物块由静止开始从粗糙斜面上的某一物块由静止开始从粗糙斜面上的某一物块由静止开始从粗糙斜面上的某点加速下滑到另一点，在此过程中重力对物点加速下滑到另一点，在此过程中重力对物点加速下滑到另一点，在此过程中重力对物点加速下滑到另一点，在此过程中重力对物块做的功等于块做的功等于块做的功等于块做的功等于（0505辽宁）辽宁）辽宁）辽宁）：A A A A物块动能的增加量物块动能的增加量物块动能的增加量物块动能的增加量B B B B物块重力势能的减少量与物块克服物块重力势能的减少量与物块克服物块重力势能的减少量与物块克服物块重力势能的减少量与物块克服摩擦力做的功之和摩擦力做的功之和摩擦力做的功之和摩擦力做的功之和C C C C物块重力势能的减少量和物块动能物块重力势能的减少量和物块动能物块重力势能的减少量和物块动能物块重力势能的减少量和物块动能的增加量以及物块克服摩擦力做的功之和的增加量以及物块克服摩擦力做的功之和的增加量以及物块克服摩擦力做的功之和的增加量以及物块克服摩擦力做的功之和D D D D物块动能的增加量与物块克服摩擦物块动能的增加量与物块克服摩擦物块动能的增加量与物块克服摩擦物块动能的增加量与物块克服摩擦力做的功之和力做的功之和力做的功之和力做的功之和高考是怎样考的一物块由静止开始从粗糙斜面上的某点加速 同一物体分别从高度相同，同一物体分别从高度相同，倾角不同的光滑斜面的顶端滑倾角不同的光滑斜面的顶端滑到底端时，相同的物理量是：到底端时，相同的物理量是：A.A.动能动能 B.B.速度速度 C.C.速率速率 D.D.重力所做的功重力所做的功同一物体分别从高度相同，倾角不同的光滑斜面的顶端