7.7 动能和动能定理课件.ppt

句容实验高级中学孙冬 教学目标1 掌握动能的概念 知道动能的符号 单位和表达式 会计算物体的动能 2 能从牛顿第二定律与运动学公式推导出动能定理 理解动能定理的物理意义 3 掌握应用动能定理的解题步骤 会进行有关问题的分析与计算 4 会对物体全过程应用动能定理求解有关问题 会应用动能定理和其他物理规律综合求解有关问题 1 动能 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 思考 物体动能的表达式可能与哪几个物理量有关 与物体的质量和速度有关 探究动能的表达式 重力做功WG 重力势能mgh 弹力做功WF 合外力做功W 弹性势能kx2 2 动能表达式 动能 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v1增加到v2 如图所示 试寻求这个过程中力F做的功与v1 v2的关系 推导F做功表达式的过程 W FL L v22 v12 2a a F m W 结果与思考 W mv22 2 mv12 2 初态和末态的表达式均为 mv2 2 这个 mv2 2 代表什么 1 动能表达式Ek mv2 2 2 单位 焦耳 J 3 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 4 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 动能 改变汽车的质量和速度 都能使汽车的动能发生变化 在下面几种情况中 汽车的动能是原来2倍的是 A 质量不变 速度变为原来的2倍B 质量和速度都变为原来的2倍C 质量减半 速度变为原来的2倍D 质量变为原来2倍 速度减半 随堂练习1 单项 3 动能定理 W Ek2 Ek1 W mv22 2 mv12 2 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即末动能减去初动能 3 动能定理理解 动能定理实用条件 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 时间长或短过程 瞬间过程都能运用 W Ek2 Ek1 末动能 初动能 合力做的功即总功 随堂练习 单项 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 mv22 2 mv12 2 小结 课本例题1 一架喷气式飞机 质量为m 5000kg 起飞过程中从静止开始滑跑的路程为l 530m时 达到起飞速度v 60m s 在此过程中飞机受到的平均阻力F阻是飞机重量的0 02倍 k 0 02 求飞机受到的牵引力F g取10m s2 F F 课本例题2 一辆质量为m 速度为v0的汽车在关闭发动机后在水平地面上滑行了距离l后停下 试求汽车受到的阻力F阻大小 可否用牛顿运动定律和运动学知识进行求解 小结本课内容 全面理解动能定理 1 动能定理表达式 W Ek2 Ek1 2 对动能定理的理解 公式中的W表示合外力做的功 若合外力是恒力 则W F lcos 也可以表达为W W1 W2 其中W1 W2 为各分力所做的功 动能定理反映了合外力对物体做的功与物体动能的变化量之间的关系 是功能关系的具体体现 外力对物体做功的过程 正是其他形式的能与物体动能之间的转化过程 利用动能定理 优越之处在于不必考虑运动过程的细节 重点把握初 末状态 即初 末动能 在解题时一般有两种情况 一种是恒力作用下的匀变速运动 在不涉及加速度和时间时 用动能定理比用牛顿定律和运动学公式简便 另一种情况是动能定理能解决变力 曲线问题 实例分析1在h高处 以初速度v0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 例1一颗质量m 10g的子弹 以速度v 600m s从枪口飞出 子弹飞出枪口时的动能为多少 若测得枪膛长s 0 6m 则火药引爆后产生的高温高压气体在枪膛内对子弹的平均推力多大 分析子弹的动能可由动能定义式直接算出 子弹的动能是依靠火药引爆后产生的气体对它做功转化来的 由功的定义式根据已知的枪膛长度即可算出气体的平均推力 实例分析2 根据动能定理公式可知 火药引爆后的气体在枪膛内对子弹做的功为W Ek 1 8 103J 平时踢足球 推铅球以及抛掷物体时 由于人做功的结果转化为它们的初动能 因此 只要测出这些对象 足球 铅球或其他物体 的质量和初速度 就可以算出人对它们做的功 说明本题中子弹发射时的能的转化关系可用框图表示如下 实例分析31998年世界杯上 英阿大战中 希勒和巴蒂各踢了一个点球