《动能和动能定理》李冰玉.ppt

7.7 动能和动能定理,思考,列车的动能如何变化？变化的原因是什么？,磁悬浮列车在牵引力的作用下（不计阻力），速度逐渐增大,知识回顾,重力做功WG,重力势能,弹力做功WF,外力做功W,弹性势能,动能,速度,？,EP=mgh,EP=1/2KX2,设物体的质量为m，在与运动方向相同的恒定外力F的作用下发生一段位移，速度由v1增加到v2，如图所示。试用牛顿运动定律和运动学公式，推导出力F对物体做功的表达式。,一. 探究动能的表达式：,根据牛顿第二定律,结果与思考,初态和末态的表达式均为“mv2/2”，这个“mv2/2”代表什么？,W mv22 mv12,末态,初态,m为物体的质量,v为物体的瞬时速度,单位：焦耳（J）,Ek mv2,二.动能,对动能的表达式Ekmv2/2的理解,2、动能是标量。只有大小且恒为正值，没有方向 3、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。 4、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。,1、物理意义：描述运动状态的物理量，,课堂训练,质量一定的物体 A、速度发生变化时，动能一定发生变化 B、速度发生变化时，动能不一定发生变化 C、速度不变时，其动能一定不变 D、动能不变时，速度一定不变,BC,定义了动能的表达式，再来研究我们刚才推出式子,外力做的功,末态动能,初态动能,上式表明：,如果物体同时受到几个力的作用，上式可写成：,合外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。,外力对物体所做的功等于物体动能的变化,这就是动能定理,1、当外力做正功时，W0，故Ek2Ek1，即动能增加 当外力做负功时，W0，故Ek2Ek1，即动能减少 2、对状态与过程关系的理解 功是伴随一个物理过程而产生的，是过程量；而动能是状态量。 动能定理表示了过程量等于状态量的改变量的关系。 3、适用范围： 对任何过程的恒力、变力；匀变速、非匀变速；直线运动、曲线运动；多过程、瞬间过程都能运用。 4、 动能定理中的功是合外力做的总功的求法 （1）先求合力，再求合力功 （2）先求每个力做的功，再求代数和,三：对动能定理的理解,举例说明,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，实际上这时小车受到的橡皮筋的拉力就等于物体所受的合力 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,四、应用动能定理解题的一般步骤： （尤其是变力功、曲线运动）：,(1)确定研究对象，明确运动过程.,(3)明确始末状态，确定其动能,(2)对研究对象进行受力分析，找出各力所做的 功。,(4)根据动能定理列方程。,课本例题1,一架喷气式飞机，质量m=5.0103kg，起飞过程中从静止开始滑跑。当位移达到l=5.3102m时，速度达到起飞速度v=60m/s。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍。求飞机受到的牵引力。,分别用动能定理和牛顿运动定律求解,解：对飞机 由动能定理有,牛顿运动定律:,课本例题1,F合=F-F阻=F- kmg =ma ,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。,课本例题2,一质量为m、速度为v0 的汽车在关闭发动机后于水平地面滑行了距离l 后停了下来。试求汽车受到的阻力。,动能定理：,牛顿运动定律：,F合= 0 -F阻= ma ,由动能定理得,分别用牛顿运动定律和动能定理求解,动能定理与牛顿第二定律的区别,1.牛顿第二定律是矢量式，反映的是力与加速度的瞬时关系