动能和动能定理课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,7,动能和动能定理,1,7动能和动能定理1,物体由于,运动,而具有的能量叫做动能。,在本章,“,1,追寻守恒量,”,中，已经知道,2,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,思考,：物体的动能与哪些因素有 关？是什么样的关系？,3,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：,物体的质量越大，速度越大，它的动能就,越大。,那么，动能与物体的质量和速度之间有什么定量的关系呢？,4,结论：物体的质量越大，速度越大，它的动能就 越大。4,一、探究动能的表达式,重力做功,W,G,重力势能,mgh,弹力做功,W,F,外力做功,w,弹性势能,kx,2,/2,动能表达式？,动能,5,一、探究动能的表达式重力做功WG重力势能mgh弹力做功WF外,探究物体动能表达式,设质量为,m,的某物体，在与运动方向总相同的恒力,F,的作用下发生一段位移,l,，速度由,v,1,增加到,v,2,，如图所示。试寻求这个过程中力,F,做的功与,v,1,、,v,2,的关系？,l,F,v,1,v,2,6,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,F,做功表达式的过程,W=FL,L,=,(,v,2,2,v,1,2,),/,2a,a,=F/m,W=?,7,推导F做功表达式的过程W=FLL=(v22 v12)/,结果与思考,初态和末态的表达式均为“,mv,2,/2”,，这个,“,mv,2,/2”,代表什么？,W,mv,2,2,mv,1,2,末态,初态,8,结果与思考初态和末态的表达式均为“mv2/2”，这个“mv2,m,为物体的质量,v,为物体的瞬时速度,单位：焦耳,（,J,）,E,k,mv,2,二,.,动能,9,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,E,k,mv,2,/2,的理解,1,、动能是,标量,，且只有,正值,，动能只与物体的速度大小有关，与速度方向无关,且速度对动能影响比质量大。,2,、动能是,状态量,.,V,是,瞬时速度,。在某一时刻，物体具有一定的速度，也就具有一定的动能。,3,、动能具有,相对性,，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，一般都以地面为参考系研究物体的运动。,10,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。,随堂练习,11,关于动能的理解，下列说法正确的是：A、一定质量的物体，,W,E,k,2,E,k,1=,E,k,改写,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。,W,mv,2,2,mv,1,2,三,.,动能定理,12,WEk2Ek1=Ek改写 力在一个过程中对物体,动能是标量，只有正值，但,Ek,有正负之分。,当外力做,正功,时，,W0,，故,Ek,0,，即,Ek2Ek1,动能,增加。,当外力做,负功,时，,W0,，故,Ek,0,，即,Ek20,，故,Ek2Ek1,，即动能,增加,当外力做,负功,时，,W0,，故,Ek20，故Ek2Ek1,应用动能定理解题一般步骤,（,尤其是变力功、曲线运动,）,：,1.,明确对象和过程,：（通常是单个物体）,2.,作二分析：,受力分析，,确定各力做功及其正负,确定初、末速度,明确初末状态的动能,3.,由动能定理列方程：,W,合,mv,2,2,/2,mv,1,2,/2,19,应用动能定理解题一般步骤（尤其是变力功、曲线运动）：W合m,s,F,f,例,1,、一架喷气式飞机，质量 ，起飞过程中从静止开始滑跑的路程为 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,0.02,倍（,k=0.02,）。求飞机受到的牵引力,F,。,应用,1,：恒力,+,直线运动,G,F,N,20,sFf例1、一架喷气式飞机，质量,1,找对象（常是单个物体）,解：对飞机,由动能定理有,启发：此类问题，牛顿定律和动能定理都适用，但动能定理更简洁明了。,s,F,1,F,2,3,确定各力做功,4,运动情况分析,5,建方程,2,受力分析,21,1找对象（常是单个物体）解：对飞机启发：此类问题，牛顿定律和,例,4,、在,h,高处，以初速度,v,0,向水平方向抛出一小球，不计空气阻力，小球着地时速度大小为（）,C,应用,2,：恒力,+,曲线运动,不涉及,物理运动过程中的,加速度和时间,，而,只与,物体的,初末状态有关,，在涉及有关的力学问题，优先应用动能定理。,22,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,8:,如下图，三小球完全相同，均从离地面高,H,处无初速释放，不计摩擦，求小球的落地速度。,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,典型应用,答案：,2gH,23,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,m,的小球，用长为,L,的轻绳悬挂于,O,点。小球在水平拉力,F,作用下，从平衡位置,P,点很,缓慢,地移动到,Q,点，细线偏离竖直方向的角度为,，如图所示。则拉力,F,做的功是,：,A.mgLcos,B.mgL(1,cos),C.FLcos,D.FL,应用,3,：变力做功,24,一质量为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,例,9:,运动员踢球的平均作用力为,200N,把一个静止的质量为,1kg,的球以,10m/s,的速度踢出,水平面上运动,50m,后停下,则运动员对球做的功,?,F,S=50m,v,o,v,=0,求变力做功问题,如果运动员踢球时，球以,10m/s,迎面飞来,踢出速度仍为,10m/s,则运动员对球做的功为多少,?,典型应用,答案：,50 J 0,25,瞬间力做功,练习,1,：某人从距地面,25m,高处水平抛出一小球，小球质量为,100g,，出手时速度大小为,10m/s,落地时速度大小为,16m/s,，取,g=10m/s,2,，试求：,（,1,）,人抛球时对小球做多少功？,（,2,）小球在空中运动时克服阻力做功多少？,练一练,答案：,5J 17.2J,26,练习1：某人从距地面25m高处水平抛出一小球，小球质量为10,例,10:,一列货车的质量为,5.0,10,5,kg,在平直轨道以额定功率,3000kw,加速行驶,当速度由静止加速到所能达到的最大速度,30m/s,时,共用了,2min,则这段时间内列车前进的距离是多少,?,F,f,求变力做功问题,（与机车相联系的问题）,典型应用,答案：,1350 m,27,例10:一列货车的质量为5.0105kg,在平直轨道以额定,练习,1,一辆汽车的质量为,m,，从静止开始起动，沿水平路面前进了,s,后，达到了最大行驶速度,v,max,，设汽车的牵引功率保持不变，所受阻力为车重的,k,倍求：,(1),汽车的牵引功率；,(2),汽车从静止到开始匀速运动所需的时间,28,练习1一辆汽车的质量为m，从静止开始起动，沿水,巩固提高：,1.,如图所示，物体从高为,h,的斜面体的顶端,A,由静止开始滑下，滑到水平面上的,B,点静止，,A,到,B,的水平距离为,S,，求：,物体与接触面间的动摩擦因数（已知：斜面体和水平面都由同种材料制成）,29,巩固提高：29,解：（过程整体法）物体从,A,由静止滑到,B,的过程中，由动能定理有：,而,由和式得,.,.,30,解：（过程整体法）物体从A由静止滑到B的过程中，由动能定理有,2.,如图，物体沿一曲面从,A,点无初速滑下，滑至曲面的最低点,B,时，下滑高度为,5m,若物体的质量为,1kg,到,B,点时的速度为,6m/s,则在下滑过程中，物体克服阻力所做的功为多少？,A,B,5m,此题中的摩擦力是变力，变力做功不能用,W,Flcos,计算。,物体克服摩擦力做功,32J,31,2.如图，物体沿一曲面从A点无初速滑下，滑至曲面的最低点B时,3.,如图所示，半径,R,1m,的,1/4,圆弧导轨与水平面相接，从圆弧导轨顶端,A,，静止释放一个质量为,m,20g,的小木块，测得其滑至底端,B,时速度,V,B,3m,s,，以后沿水平导轨滑行,BC,3m,而停止求：,（,1,）在圆弧轨道上克服摩擦力做的功,?,（,2,）,BC,段轨道的动摩擦因数为多少,?,W=-0.11J,0.15,32,3.如图所示，半径R1m的1/4圆弧导轨与水平面相接，从圆,4.,如图所示，质量为,m,的物体静放在水平光滑的平台上，系在物体上的绳子跨过光滑的定滑轮由地面以速度,V,0,向右走动着的人拉着。设人在地面上从平台的边缘开始向右行至绳和水平方向夹角成,=30,处，求在此过程中人做的功。,解：将,V,0,分解由动能定理可得，人所做的功等于物体动能的增量，即,V,0,V,2,V,2,33,4.如图所示，质量为m的物体静放在水平光滑的平台上，系在物,由图知：,V,0,V,2,V,2,34,由图知：V0V2V234,5.,以初速,V,0,竖直上抛一个质量为,m=0.1kg,的小球，当小球返回出发点时的速度大小为,3V,0,/4,，若,g,取,10m/s,2,，则小球受到的空气平均阻力为多少？,35,5.以初速V0竖直上抛一个质量为m=0.1kg的小球，当小球,f,G,G,H,h,分析,：,小球的下落过程根据受力情况可分为两段：,应用,4,：多过程,1.,一球从高出地面,H,处由静止自由落下，不考虑空气阻力，落到地面后并深入地面,h,深处停止，若球的质量为,m,，求：球在落入地面以下的过程中受到的平均阻力。,因此可以分两段求解，也可以按全过程求解,接触地面前做自由落体运动，只受重力,G,作用；,接触地面后做减速运动，受重力,G,和阻力,f,作用。,36,fGG H h分析：小球的下落过程根据受力情况可分为,接触地面前,（,2,）全过程：,解：以球为研究对象，在下落的过程中受力如图，,根据动能定理有,解 得：,（,1,）,分段求解,设小球在接触地面时的速度为,v,，则,接触地面后,G,f,G,H,h,37,接触地面前（2）全过程：解：以球为研究对象，在下落的过程中受,一物体静止在不光滑的水平面上，已知,m=1kg,，,=0.1,现用水平外力,F=2N,拉其运动,5m,后立即撤去水平外力,F,求其还能滑多远,?,F,=0.1,f,f,=0,=0,多过程问题,直线运动,5m,38,一物体静止在不光滑的水平面上，已知m=1kg，=0.1,现,例,10,质量为,m,的跳水运动员从高为,H,的跳台上以速率,v,1,起跳，落水时的速率为,v,2,，运动中遇有空气阻力，那么运动员起跳后在空中运动克服空气阻力所做的功是多少？,V,1,H,V,2,解：,对象,运动员,过程,-,从起跳到落水,受力分析,-,如图示,f,mg,由动能定理,39,例10质量为m的跳水运动员从高为H的跳台上以速率v1 起跳，,足球运动员用力踢质量为,0.3,kg,的静止足球，使足球以,10,m/s,的速度飞出，假定脚踢足球时对足球的平均作用力为,400,N,，球在水平面上运动了,20,m,后停止，那么人对足球做的功为：,A,、,8000J,B,、,4000J,C,、,15J,D,、,无法确定,变力功,40,足球运动员用力踢质量为0.3kg的静止足球，使足球以1,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下滑到另一点，在此过程中重力对物块做的功等于,（,05,辽宁）,：,A,物块动能的增加量,B,物块重力势能的减少量与物块克服摩擦力做的功之和,