高中物理 7.7《动能和动能定理》课件 新人教版必修2.ppt

第七章 机械能守恒定律 第7节 动能和动能定理 1 知道动能的符号 单位和表达式 会根据动能的表达式计算运动物体的动能 2 能用牛顿第二定律和运动学公式导出动能定理 理解动能定理的物理意义 3 会用动能定理处理单个物体的有关问题 领会运用动能定理解题的优越性 4 知道动能定理也可用于变力做功与曲线运动的情景 能用动能定理计算变力所做的功 首先通过给学生看一些有关动能能量的视频和照片 让他们对动能的概念及动能与哪些因素有关都有了一个初步的认识 接着利用牛顿第二定律推导动能定理 再类比重力势能 弹性势能的定义 给出物体动能的定义 用牛顿第二定律推导动能定理是本节课的重点 可以让学生自己去推导 再引导学生进行类比分析中认识到动能是标量 动能是状态量 而功是过程量 力在一个过程中做的功等于物体在这个过程中动能的变化 动能 物体由于运动而具有的能量 动能的表达式到底是怎样的 探究动能的表达式 物体的质量为m 在恒定外力F的作用下发生一段位移l 速度由v1增加到v2 如图所示 水平面光滑 推导出力F对物体做功的表达式 已知量 v1 v2和m v1 v2 根据牛顿第二定律F ma 4 说明 1 动能是标量 只有大小没有方向 2 动能只有正值 没有负值 3 动能是状态量 动能与瞬时速度的大小相对应 4 动能具有相对性 一 动能的表达式 1 定义 物体由于运动而具有的能量叫做动能 2 表达式 3 单位 焦 J 动能的表达式 合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 这个结论叫做动能定理 二 动能定理 1 合力做的功 2 所有力做功的代数和 合力做的功 末状态动能 初状态动能 对应着一个过程 这一过程始末状态动能的变化量 同一过程 1 当合力对物体做正功时 物体动能如何变化 2 当合力对物体做负功时 物体动能如何变化 物体动能增加 物体动能减少 应用动能定理解题的步骤 1 明确研究对象及所研究的物理过程 2 对研究对象进行受力分析 并确定各力所做的功 求出所有力的总功 4 求解方程 分析结果 FN 例1 一架喷气式飞机 质量m 1 104kg 当起飞过程中从静止开始滑跑的路程为l 5 102m时 达到起飞速度v 60m s 在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的k倍 k 0 02 求飞机受到的牵引力 G f F 解 常规方法 动能定理法 例2 一辆质量为m 速度为v0的汽车 关闭发动机后在水平地面滑行了距离l后停下来 试求汽车受到的阻力 动能定理不涉及物体运动过程中的加速度和时间 而只与物体的初末状态有关 因此用它处理问题有时比较方便 应用动能定理的优点 动能定理对应的是一个过程 只涉及物体初 末状态的动能和整个过程合力做的总功 无需关心中间运动过程的细节 而且功和动能都是标量无方向性 计算方便 因此当题目中不涉及a和t 而涉及f l m v W Ek等物理量时 优先考虑使用动能定理 适用范围广泛 恒力做功 变力做功都可以适用物体做直线运动 曲线运动也都可以适用 1 一个小球从高处自由落下 则球在下落过程中的动能 A 与它下落的距离成正比B 与它下落距离的平方成正比C 与它运动的时间成正比D 与它运动时间的平方成正比 AD 2 如图所示是滑道压力测试的示意图 光滑圆弧轨道与光滑斜面相切 滑道底部B处安装一个压力传感器 其示数N表示该处所受压力的大小 某滑块从斜面上不同高度h处由静止下滑 通过B时 下列表述正确的有 A N小于滑块重力B N大于滑块重力C N越大表明h越大D N越大表明h越小 BC 3 汽车在水平的高速公路上做匀加速直线运动 通过100m的距离后 速度由10m s增加到30m s 汽车的质量为2 103kg 汽车前进时所受的阻力为车重的0 02倍 求汽车牵引力所做的功以及牵引力的大小 8 4 105J 8 4 103N 4 质量为8g的子弹以400m s的速度水平射入厚度为5cm的钢板 射出后的速度为100m s 求子弹克服阻力所做的功以及子弹受到的平均阻力 600J 1 2 104N