高一 物理第四节 动能定理功和能 动能定理.ppt

第三节功和能 大自然所蕴藏的的能量 大自然所蕴藏的的能量 大自然所蕴藏的的能量 帆船 水车 风车 风力发电 水力发电 一 能量 1 能量 一个物体能够对外做功 就说这个物体具有能量 2 能量的种类 动能 重力势能 弹性势能 太阳能 核能等等 3 不同形式的能量可以转换 能量守恒定律 二 能量转化 现实生活中还有哪些形式的能量转化 做功使不同形式的能量发生转化 三 功和能的区别 1 能是状态量 功是过程量 2 功的大小等于转化的能量 但功不是能 1 关于功和能 下列说法正确的是 a 功就是能 所以它们具有相同的单位b 功可以转化为能c 能量转化中 做的功越多 能量转化越大d 功是物体能量的量度 随堂练习 c 小结 功和能 能量 1 定义 一个物体能够对外做功 这个物体就具有能量 2 物理意义 能量是表示物体做功本领大小的物理量 功和能 联系 功和能都是标量 功和能国际制单位都是焦 功是能量转化的量度 区别 功是过程量 能是状态量 功的大小等于转化的能量 但功不是能 第四节动能动能定理 一 动能 1 定义 物体由于运动而具有的能量就叫做动能 动能的大小跟速度有关 3 表达式的推导 3 表达式的推导 3 表达式的推导 因此 取 这个就是动能的表达式 例与练 1 改变汽车的质量和速度 都能使汽车的动能发生改变 在下列几种情况下 汽车的动能各是原来的几倍 a质量不变 速度增大到原来的2倍b速度不变 质量增大到原来的2倍c质量减半 速度增大到原来的4倍d速度减半 质量增大到原来的4倍 2 若质量为20g子弹速度为800m s 则质量为50kg的人以多大的速度奔跑 才能与子弹动能相同 例与练 3 我国发射的第一颗人造地球卫星 质量为173kg 轨道速度为7 2km s 求它的动能是多少 例与练 在这个过程中 卫星的速度怎样改变 速度大小不变 但是方向始终在变化 所以 卫星不是处于平衡状态 进一步讨论 4 进一步理解 我们为什么要以这样一个表达式作为动能的大小呢 有两个原因 1 满足动能的大小跟速度 质量的关系 2 我们从单位上看 我们知道能量的单位是焦耳 4 进一步理解 动能是标量 是状态量 速度是一个相对的量 所以动能也是一个相对量 单纯说物体的动能的大小没有意义 一般动能是相对地面而言 例与练 4 关于动能 下列说法正确的是 a 动能不变的物体 一定处于平衡状态b 动能不可能是负的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 物体做匀速圆周运动 其动能不变 二 动能定理 我们回到原来的那个问题当中 这说明 这里的功w是指合外力所做的功 学会推导才能理解深刻 知其然更要知其所以然 外力的总功 末状态动能 初状态动能 1 合外力做功 2 外力做功之和 动能变化和某一过程 始末状态 相对应 二 动能定理 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 内容 2 表达式 三 对动能定理的进一步理解 1 功是能量转化的量度 2 如果合外力做正功 物体的动能增加 反之 则物体的动能减小 w合 0 ek2 ek1 ek 0 w合 0 ek2 ek1 ek 0 3 动能定理不涉及物理运动过程中的加速度和时间 而只与物体的初末状态有关 在涉及有关的力学问题 应优先考虑应用动能定理 例题 一架喷气式飞机 质量m 5 103kg 起飞过程中从静止开始滑跑的路程为l 5 3 102m时 达到起飞的速度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 析与解 mg n f f 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 练习 四 应用 1 也适用于变力做功 例1 质量为m的小球从距沙坑表面h高处自由落下 进入沙坑 小球在沙坑中运动的最大深度为d 求小球在沙坑中运动受到的平均阻力大小 mg mg f 例2 一质量为m的小球 用长为l的轻绳悬挂于天花板上 小球在水平力f的作用下 从最低点p点缓慢地移到q点 此时绳子转过了 角 如图所示 则力f做的功为 例3 如图所示 光滑水平桌面上开一个小孔 穿一根细绳 绳一端系一个小球 另一端用力f向下拉 维持小球在水平面上做半径为r的匀速圆周运动 现缓缓地增大拉力 使圆周半径逐渐减小 当拉力变为8f时 小球运动半径变为r 2 则在此过程中拉力对小球所做的功是 a 0b 7fr 2c 4frd 3fr 2 2 也适用于也适用于曲线运动 例1 某同学从高为h处以速度v0水平抛出一个铅球 求铅球落地时速度大小 例2 质量为2kg的物体沿半径为1m的1 4圆弧从最高点a由静止滑下 滑至最低点b时速率为4m s 求物体在滑下过程中克服阻力所做的功 3 也适用于全过程 例1 质量为m 3kg的物体与水平地面之间的动摩擦因数 0 2 在水平恒力f 9n作用下起动 当m位移l1 8m时撤去推力f 问 物体还能滑多远 g 10m s2 五 动能定理的应用步骤 1 明确研究对象及所研究的物理过程 2 对研究对象进行