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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,2020/9/4 Friday,#,3,动能和动能定理,学习目标,思维导图,1,.,知道动能的定义和表达式,会计算物体的动能。,2,.,会用牛顿第二定律与运动学公式推导动能定理,理解动能定理的含义。,3,.,能用动能定理进行相关分析与计算。,必备知识,自我检测,一、动能的表达式,1,.,定义,:,物体由于,运动,而具有的能量。,3,.,单位,:,和功的单位相同,在国际单位制中都是,焦耳,。这是因为,1 kgm,2,/s,2,=,1 Nm=1 J,。,4,.,动能是,标,量。,必备知识,自我检测,二、动能定理,1,.,推导,:,如图所示,质量为,m,的某物体在光滑水平面上运动,在与运动方向相同的恒力,F,的作用下发生了一段位移,l,速度由,v,1,增加到,v,2,。则力,F,做的功与物体动能变化的关系推导如下,:,必备知识,自我检测,2,.,内容,:,力在一个过程中对物体做的功,等于物体在这个过程中,动能的变化,。,3,.,公式,:,W=,E,k2,-E,k1,其中,W,为,合力,做的功。,4,.,适用范围,:,既适用于恒力做功,也适用于,变力,做功,;,既适用于直线运动,也适用于,曲线,运动。,必备知识,自我检测,1,.,正误辨析,(1),某物体的速度变为原来的,2,倍,它的动能也变为原来的,2,倍。,(,),解析,:,由,E,k,=mv,2,知,某物体的速度变为原来的,2,倍,它的动能变为原来的,4,倍。,答案,:,(2),合外力为零,物体的动能一定不会变化。,(,),答案,:,(3),合外力不为零,物体的动能一定会变化。,(,),解析,:,合外力不为零,合外力做功可能为零,此时物体的动能不会变化。,答案,:,必备知识,自我检测,(4),物体的合外力做正功,则它的动能一定增加。,(,),答案,:,(5),做匀速圆周运动的物体动能不变,速度变化。,(,),解析,:,由于匀速圆周运动的线速度方向变化、大小不变,故做匀速圆周运动的物体的动能保持不变,但速度变化。,答案,:,探究一,探究二,探究三,随堂检测,对动能及动能变化的理解,情境导引,如图所示,是古代战争中攻击城门的战车,战车上装有一根质量很大的圆木,有很多士兵推着以很大的速度撞击城门,轻而易举地将城门撞破。圆木的质量很大,速度很大,是为了增加圆木的什么能,?,要点提示,:,为了增加圆木的动能。,探究一,探究二,探究三,随堂检测,知识归纳,1,.,动能的,“,三性,”,(1),相对性,:,选取不同的参考系,物体的速度不同,动能也不同,一般以地面为参考系。,(2),标量性,:,只有大小,没有方向,;,只有正值,没有负值。,(3),状态量,:,动能是表示物体运动状态的物理量,与物体的运动状态,(,或某一时刻的速度,),相对应。,探究一,探究二,探究三,随堂检测,2,.,对动能变化量的理解,(1),表达式,:,E,k,=E,k2,-E,k1,即末动能减初动能。,(2),物理意义,:,E,k,0,表示动能增加,;,E,k,0,表示动能减少,;,E,k,=,0,表示动能不变。,(3),变化原因,:,物体动能变化是因为合力做功。合力做正功,动能增加,合力做负功则动能减少。,(4),过程量,:,对应物体从一个状态到另一个状态的动能变化过程。,画龙点睛,物体速度变化,(,如速度的大小不变,方向变化,),物体的动能不一定变化。而动能变化,速度一定变化。,第八章,3,动能和动能定理,2020-2021,（新教材）人教版（,2019,）高中物理必修第二册课件,(,共,31,张,PPT),第八章,3,动能和动能定理,2020-2021,（新教材）人教版（,2019,）高中物理必修第二册课件,(,共,31,张,PPT),探究一,探究二,探究三,随堂检测,实例引导,例,1,(,多选,),关于动能的理解,下列说法正确的是,(,),A.,凡是运动的物体都具有动能,B.,重力势能可以为负值,动能也可以为负值,C.,一定质量的物体,动能变化时,速度一定变化,但速度变化时,动能不一定变化,D.,动能不变的物体,一定处于平衡状态,解析,:,动能是物体由于运动而具有的能量,所以运动的物体都具有动能,A,正确,;,动能不可能为负值,故,B,错误,;,由于速度为矢量,当方向变化时,若其速度大小不变,则动能并不改变,故,C,正确,;,做匀速圆周运动的物体动能不变,但并不处于平衡状态,D,错误。,答案,:,AC,第八章,3,动能和动能定理,2020-2021,（新教材）人教版（,2019,）高中物理必修第二册课件,(,共,31,张,PPT),第八章,3,动能和动能定理,2020-2021,（新教材）人教版（,2019,）高中物理必修第二册课件,(,共,31,张,PPT),探究一,探究二,探究三,随堂检测,规律方法,动能与速度的三种关系,(1),数值关系,:,E,k,=mv,2,速度,v,越大,动能,E,k,越大。,(2),瞬时关系,:,动能与速度均为状态量,二者具有瞬时对应关系。,(3),变化关系,:,动能是标量,速度是矢量。当动能发生变化时,物体的速度,(,大小,),一定发生了变化,;,当速度发生变化时,可能仅是速度方向的变化,物体的动能可能不变。,第八章,3,动能和动能定理,2020-2021,（新教材）人教版（,2019,）高中物理必修第二册课件,(,共,31,张,PPT),第八章,3,动能和动能定理,2020-2021,（新教材）人教版（,2019,）高中物理必修第二册课件,(,共,31,张,PPT),探究一,探究二,探究三,随堂检测,变式训练,1,(,多选,)(2020,湖北荆门高一检测,),一质量为,0,.,1 kg,的小球,以,5 m/s,的速度在光滑水平面上匀速运动,与竖直墙壁碰撞后以原速率反弹,若以弹回的速度方向为正方向,则小球碰墙过程中速度的变化和动能的变化分别是,(,),A.,v=,10 m/sB.,v=,0,C.,E,k,=,1 JD.,E,k,=,0,解析,:,速度是矢量,故,v=v,2,-v,1,=,5,m/s,-,(,-,5,m/s),=,10,m/s,。而动能是标量,初末状态的速度大小相等,故动能相等,因此,E,k,=,0,选项,A,、,D,正确。,答案,:,AD,第八章,3,动能和动能定理,2020-2021,（新教材）人教版（,2019,）高中物理必修第二册课件,(,共,31,张,PPT),第八章,3,动能和动能定理,2020-2021,（新教材）人教版（,2019,）高中物理必修第二册课件,(,共,31,张,PPT),探究一,探究二,探究三,随堂检测,对动能定理的理解,情境导引,歼,-15,战机是我国自主研发的第一款舰载战斗机,如图所示。,(1),歼,-15,战机起飞时,合力做什么功,?,速度怎么变化,?,动能怎么变化,?,(2),歼,-15,战机着舰时,动能怎么变化,?,合力做什么功,?,增加阻拦索的目的是什么,?,要点提示,:,(1),正功,增加,变大,(2),减小,负功,使动能减少得更快,第八章,3,动能和动能定理,2020-2021,（新教材）人教版（,2019,）高中物理必修第二册课件,(,共,31,张,PPT),第八章,3,动能和动能定理,2020-2021,（新教材）人教版（,2019,）高中物理必修第二册课件,(,共,31,张,PPT),探究一,探究二,探究三,随堂检测,知识归纳,对动能定理的理解,研究,过程,单个物体运动过程中的某一阶段或运动全过程,表达式,W=E,k2,-E,k1,公式中,W,是合力做的功,不是某个力做的功。,E,k2,、,E,k1,分别是末动能和初动能,E,k2,可能大于、小于或等于,E,k1,。,W,、,E,k2,、,E,k1,中的位移和速度必须是相对于同一参考系,一般以地面或相对地面静止的物体为参考系,因果,关系,合力对物体做功是引起物体动能变化的原因。,合力做正功时,动能增大,;,合力做负功时,动能减小,第八章,3,动能和动能定理,2020-2021,（新教材）人教版（,2019,）高中物理必修第二册课件,(,共,31,张,PPT),第八章,3,动能和动能定理,2020-2021,（新教材）人教版（,2019,）高中物理必修第二册课件,(,共,31,张,PPT),探究一,探究二,探究三,随堂检测,普遍性,适用于恒力、变力做功,直线、曲线运动,优势,动能定理对应的是一个过程,它只涉及物体初、末状态的动能和整个过程中合力的功,无需分析其中运动状态变化的细节,且涉及的功和能均为标量,无方向性,计算十分方便。因此用动能定理一般比用牛顿第二定律和运动学公式求解问题要简便,甚至还能解决它们难以解决的问题,画龙点睛,动能定理说明了合力做的功是动能变化的原因。,第八章,3,动能和动能定理,2020-2021,（新教材）人教版（,2019,）高中物理必修第二册课件,(,共,31,张,PPT),第八章,3,动能和动能定理,2020-2021,（新教材）人教版（,2019,）高中物理必修第二册课件,(,共,31,张,PPT),探究一,探究二,探究三,随堂检测,实例引导,例,2,下列关于运动物体所受的合力、合力做功和动能变化的关系,正确的是,(,),A.,如果物体所受的合力为零,那么合力对物体做的功一定为零,B.,如果合力对物体做的功为零,则合力一定为零,C.,物体在合力作用下做匀变速直线运动,则动能在一段过程中变化量一定不为零,D.,如果物体的动能不发生变化,则物体所受合力一定是零,第八章,3,动能和动能定理,2020-2021,（新教材）人教版（,2019,）高中物理必修第二册课件,(,共,31,张,PPT),第八章,3,动能和动能定理,2020-2021,（新教材）人教版（,2019,）高中物理必修第二册课件,(,共,31,张,PPT),探究一,探究二,探究三,随堂检测,解析,:,功是力与物体在力的方向上发生的位移的乘积,如果物体所受的合力为零,那么合力对物体做的功一定为零,A,正确,;,如果合力对物体做的功为零,可能是合力不为零,而是物体在合力的方向上的位移为零,B,错误,;,竖直上抛运动是一种匀变速直线运动,在物体上升和下降阶段经过同一位置时动能相等,动能在这段过程中变化量为零,C,错误,;,动能不变化,只能说明速度大小不变,但速度方向有可能变化,因此合力不一定为零,D,错误。,答案,:,A,规律方法,(1),动能是标量,物体的速度变化时,动能不一定变化。,(2),功是物体动能变化的原因,合力做正功,物体动能增加,;,合力做负功,物体动能减少。,第八章,3,动能和动能定理,2020-2021,（新教材）人教版（,2019,）高中物理必修第二册课件,(,共,31,张,PPT),第八章,3,动能和动能定理,2020-2021,（新教材）人教版（,2019,）高中物理必修第二册课件,(,共,31,张,PPT),探究一,探究二,探究三,随堂检测,变式训练,2,一质量为,m,的滑块,以速度,v,在光滑水平面上向左滑行,从某一时刻起,在滑块上作用一向右的水平力,经过一段时间后,滑块的速度变为,-,2,v,(,方向与原来相反,),在整段时间内,水平力所做的功为,(,),答案,:,A,第八章,3,动能和动能定理,2020-2021,（新教材）人教版（,2019,）高中物理必修第二册课件,(,共,31,张,PPT),第八章,3,动能和动能定理,2020-2021,（新教材）人教版（,2019,）高中物理必修第二册课件,(,共,31,张,PPT),探究一,探究二,探究三,随堂检测,动能定理的应用,情境导引,如图所示,质量为,m,的小球以初速度,v,0,从山坡底部,A,处恰好冲上高为,h,的坡顶,B,请思考,:,(1),小球运动中哪些力做了功,?,(2),如何求得小球克服阻力做的功,?,要点提示,:,(1),小球受的重力和阻力都对小球做了负功,支持力不做功。,(2),根据动能定理
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