高中物理-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,*,*,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,*,4,。动能和动能定理,4。动能和动能定理,动能,动能的表达式可能与那几个物理量有关？,与物体的质量和速度有关,物体由于,运动,而具有的能叫,动能,。,动能动能的表达式可能与那几个物理量有关？与物体的质量和速度有,寻找动能的表达式？,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,动能表达式？,动能,寻找动能的表达式？重力做功WG重力势能mgh弹力做功WF外力,3.,动能的公式,光滑水平面上一物体质量为,m,，初速度为,v,1,在与运动方向相同的恒力,F,的作用下发生一段位移,s,，速度增加到,v,2,.,推导出力,F,对物体做功的表达式,v,F,a,F,a,F,3.动能的公式vFaFaF,动能,寻找动能的表达式？,从 这个式子可以看出，,“”,很可能是一个具有特定意义的物理量，因为这个物理量在过程终了时和过程开始时的差，正好等于力对物体做的功，,所以,“,”,就应该是我们寻找的动能的表达式,动能寻找动能的表达式？从,动能,动能的表达式,单位：焦耳,1kgm,2,/s,2,=1Nm=1J,动能动能的表达式单位：焦耳 1kgm2/s2=1N,动能,我们对动能的表达式的理解,1,、动能是标量，且只有正值,2,、动能具有瞬时性，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。,动能我们对动能的表达式的理解1、动能是标量，且只有正值,下列几种情况中，甲、乙两物体的动能相等的是,(),A,甲的速度是乙的,2,倍，乙的质量是甲的,2,倍,B,甲的质量是乙的,2,倍，乙的速度是甲的,2,倍,C,甲的质量是乙的,4,倍，乙的速度是甲的,2,倍,D,质量相同，速度大小也相同，但甲向东运,动，乙向西运动,练习,CD,下列几种情况中，甲、乙两物体的动能相等的是 练习CD,动能定理,我们得到动能的表达式后,可以写成,动能定理我们得到动能的表达式后可以写成,2.,动能定理,内容：外力在一个过程中对物体所做的,总功,等于物体在这个过程中,动能的变化,。,1,、,合,力做功。,2,、外力做功之,和,。,外力的总功,末动能,初动能,动能,变化,和某一过程（始末状态）相对应,。,2.动能定理内容：外力在一个过程中对物体所做的总功等于物体在,（,1,）,若合外力方向与物体运动方向相同时，合外力 对物体做,正功，,W,0,，,E,k2,E,k1,则物体,动能增加。,（,2,）,若合外力方向与物体运动方向相反时，合外力对物体做,负功，,W,0,，,E,k2,E,k1,则物体,动能减小,。,3.对动能定理的理解：,a合力对物体做功“正”“负”的理解,（1）若合外力方向与物体运动方向相同时，合外力 对,b合力对物体做的功的理解,c.对动能定理标量性的认识,.,W,合,F,合,L,cos,q,.,W,合,W,1,+W,2,+,F,1,L,1,+F,2,L,2,+,cos,q,cos,q,因动能定理中各项均为标量，因此单纯速度方向改变不影响动能大小。如匀速圆周运动过程中，合外力方向指向圆心，与位移方向始终保持垂直，所以合外力做功为零，动能变化亦为零，并不因速度方向改变而改变。,d.对定理中“变化”一词的理解,由于外力做功可正、可负，因此物体在一运动过程中动能可增加，也可能减少。因而定理中“变化”一词，并不表示动能一定增大，它的确切含义为末态与初态的动能差，或称为“改变量”。数值可正，可负。,b合力对物体做的功的理解c.对动能定理标量性的认识.W合,动能定理,我们对动能定理的理解,1,、动能定理既适用于恒力作用的过程，也适用于变力,作用的过程,2,、动能定理既适用于物体做直线运动的情况，也适用,于物体做曲线运动的情况,3,、动能定理的研究对象一般是一个物体，也可以是几,个物体组成的系统,4,、动能定理的计算式是标量式，,v,为相对同一参考系,的速度,动能定理我们对动能定理的理解1、动能定理既适用于恒力作用的过,例,1,:,一架喷气式飞机，质量,510,3,kg,，起飞过程中从静止开始滑跑的路程为,s,5.310,2,时，达到起飞速度,60,/s,，在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的,0.02,倍,(,0.02),，求飞机受到的牵引力,.,例1:一架喷气式飞机，质量5103 kg，起飞过程中,解法,一,：,以飞机为研究对象，它做匀加速直线运动受到重力、支持力、牵引力和阻力作用,.,F,合,F,kmg,a,又,as,由和得：,2,2,.,5,2,10,5,.,2,s,3,3,10,3,60,10,5,10,02,0,2,+,=,+,=,v,m,kmg,F,N,解法一：以飞机为研究对象，它做匀加速直线运动受到重力、支持力,结论：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。,v,F,1,F,2,解法二：,以飞机为研究对象，它受到重力、支持力、牵引力和阻力作用，这四个力做的功分别为,W,，,W,支,，,W,牵,F,1,s,，,W,阻,s,.,据动能定理得：,结论：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,1,找对象（常是单个物体）,解：对飞机,由动能定理有,v,F,1,F,2,3,确定各力做功,2,运动情况分析,4,确定始、末态的动能,根据动能定理列出方程,2,受力分析,四、动能定理的解题步骤,1找对象（常是单个物体）解：对飞机vF1F23确定各力做功2,例题小结,用动能定理解决问题的一般步骤,1,明确研究对象、研究过程，找出初末状态,的速度情况,2,要对物体进行正确的受力分析，明确各个,力的做功大小及正负情况,3,明确初末状态的动能,4,由动能定理列方程求解，并对结果进行讨论,例题小结用动能定理解决问题的一般步骤 1明确研究对象、研究,例,2,、,一辆质量为,m,、速度为,v,0,的汽车在关闭发动机后于水平地面上滑行了距离,L,后停了下来。试求汽车受到的阻力。,解：汽车的初动能和末动能分别为,mv,0,2,/2,和,0,，阻力,F,阻,做的功为,-F,阻,L,。应用动能定律有：,由此解得：,例2、一辆质量为m、速度为v0的汽车在关闭发动机后于水平地面,动能定理练习,1,一物体做变速运动时，下列说法正确的是（）,A,合外力一定对物体做功，使物体动能改变,B,物体所受合外力一定不为零,C,合外力一定对物体做功，但物体动能可能不变,D,物体加速度一定不为零,B D,动能定理练习1一物体做变速运动时，下列说法正确的是（,2.,同一物体分别从高度相同，倾角不同的光滑斜面的顶端滑到底端时，相同的物理量是：,A.,动能,B.,速度,C.,速率,D.,重力所做的功,ACD,2.同一物体分别从高度相同，倾角不同的光滑斜面的顶端滑到底端,五,、,动能定理的应用举例,方法指导：,涉及,只关注,某过程的初、末状态，不需考虑过程细节，,尤其,是求变力功、曲线运动、多过程、瞬间过程更有优势！,外力的总功,末动能,初动能,五、动能定理的应用举例方法指导：涉及只关注某过程的初、末状态,例,1,、用拉力,F,拉一个质量为,m,的木箱由静止开始在水平冰道上移动了,S,拉力,F,跟木箱前进的方向的夹角为,木箱与冰道间的动摩擦因数为,求木箱获得的速度,.,F,F,N,f,G,A.,常规题,答案：,例1、用拉力F拉一个质量为m的木箱由静止开始在水平冰道上移动,用动能定理解决变力做功的方法,:,一般不直接求功,而是先分析动能变化,再由能定理求功,.,B.,变力做功题,例2,、,一辆汽车的质量为,m,，从静止开始起动，沿水平路面前进了,x,后，达到了最大行使速度,v,max,，设汽车的牵引力,功率保持不变,，所受阻力为车重的,k,倍，求：,（1）汽车的牵引力功率,（2）汽车从静止开始到匀速运动所需时间,答案,(1),kmgv,max,（,2,）（,v,max,2,+2kgx,）,/2kgv,max,用动能定理解决变力做功的方法:B.变力做功题例2、一辆汽,2.,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,C,2.足球运动员用力踢质量为0.3kg的静止足球，使足球以10,例3,、,运动员用力将一质量为,m,的铅球从离地为,h,高处以初速度,v,0,斜向上推出，当它落到地面时速度为,v,，则在此过程中铅球克服空气阻力所做的功等于：,A、,mgh-mv,2,/2-mv,0,2,/2,B、,-mv,2,/2-mv,0,2,/2-mgh,C、,mgh+mv,0,2,/2-mv,2,/2,D、,mgh+mv,2,/2-mv,0,2,/2,C.,曲线运动问题,C,例3、运动员用力将一质量为m的铅球从离地为h高处以初速度v0,3.,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,3.在h高处，以初速度v0向水平方向抛出一小球，不计空,D,、多过程问题,例,4,、质量为,m,的物体静止在水平面上，它与水平面间的动摩擦因素为,u,，物体在水平力,F,作用下开始运动，发生位移,s,1,时撤去力,F,，问物体还能运动多远？,N,f,F,G,N,f,G,N,G,S,1,S,2,运用动能定理对复杂过程列式求解的方法：,分段列式法；全程列式法。,D、多过程问题例4、质量为m的物体静止在水平面上，它与水平面,方法一：可将物体的运动分成两段进行求解,物体开始做匀加速运动位移为,s,1,，水平外力,F,做正功，,f,做负功，,mg,N,不做功；初始动能,E,k0,=0,，末动能,E,k1,=mv,1,2,/2.,根据动能定理：,Fs,1,-fs,1,=mv,1,2,/2-0,即,Fs,1,-umgs,1,=mv,1,2,/2-0,物体在,s,2,段做匀减速运动，,f,做负功，,mg,N,不做功；初动能,E,k1,=mv,1,2,/2,，末动能,E,k2,=0,根据动能定理：,-fs,2,=0-mv,1,2,/2,，,即,-umgs,2,=0-mv,1,2,/2,即,Fs,1,-umgs,1,=umgs,2,所以,s,2,=(F-umg)s,1,/umg,N,f,F,G,N,f,G,N,G,S,1,S,2,方法一：可将物体的运动分成两段进行求解 物体开始做匀加,方法二：从静止开始加速，然后减速为零，对全过程进行求解,设加速位移为,s,1,，减速位移为,s,2,；水平外力,F,在,s,1,段做正功，滑动摩擦力,f,在（,s,1,+s,2,）段做负功，,mg,N,不做功；初始动能为,E,k0,=0,，末动能,E,k,=0,在竖直方向上：,N-mg=0,；滑动摩擦力,f=uN,根据动能定理：,Fs,1,-umg(s,1,+s,2,)=0-0,得：,s,2,=(F-umg)s,1,/umg,N,f,F,G,N,f,G,N,G,S,1,S,2,方法二：从静止开始加速，然后减速为零，对全过程进行求解,4.,如图，在水平恒力,F,作用下，物体沿光滑曲面从高为,h,1,的,A,处运动到高为,h,2,的,B,处，若在,A,处的速度为,v,A,，,B,处速度为,v,B,，则,AB,的水平距离为多大？,分析：,A,到,B,过程中，物体受水平恒力,F,，支持力,N,和重力,mg,的作用。三个力做功分别为,Fs,，,0,和,-mg(h,2,-h,1,),启示：动能定理不计运动,过程中瞬时细节,可用于求解,不规则的曲线运动问题,4.如图，在水平恒力F作