教科版必修二 4.4动能、动能定理 （26张）.ppt

动能动能定理 龙卷风 海啸 赛车 物体由于运动而具有的能叫做动能 物体的动能跟哪些因素有关 实验探讨 结论 运动物体可对外做功 质量和速度越大 物体对外做功的能力也越强 动能越大 扑克穿木板 飞针穿玻璃 回忆我们刚学习过哪些种类的能量 我们是通过什么方法得到其定量表达式的 在恒定外力f作用下 物体沿光滑水平面发生一段位移x 得到速度v 如图 这个过程中外力做功多少 物体获得了多少动能 v 0 外力做功 动能 其它能 物体的动能等于它的质量跟它的速度平方的乘积的一半 用ek表示动能 则计算动能的公式为 动能 3 动能具有瞬时性 v为瞬时速度 是状态量 2 动能是标量 与速度的方向无关 且均为正值 1 单位 焦耳j 4 动能具有相对性 一般选地面为参考系 练习 关于动能 下列说法正确的是a 动能是机械能的一种表现形式 凡是运动的物体都具有动能b 动能总是正值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 动能定理 问题 将刚才推导动能公式的例子改动一下 假设物体原来就具有速度v1 且水平面存在摩擦力f 在外力f作用下 经过一段位移x 速度达到v2 则此过程中 外力做功与动能间又存在什么关系呢 w总 f x f x 动能变化 外力对物体所做的总功等于物体动能的变化 动能定理 外力对物体所做的总功等于物体动能的变化 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相对应 物体动能的变化 1 合力做正功 即w合 0 ek2 ek1 动能增大 2 合力做负功 即w合 0 ek2 ek1 动能减小 末减初 讨论与交流 三同 a 力对 物体 做功与 物体 动能变化中 物体 要相同 即同一物体 b 由于和中的x与v跟参考系的选取有关 应取同一参考系 地面 c 物体做功的 过程 应与物体动能变化的 过程 一样 即同一过程 动能定理 外力对物体所做的总功等于物体动能的变化 温馨提示1 例 一架质量m 5 0 103kg的飞机 从静止开始滑跑路程为s 5 3 102m时 速度达到v 60m s 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f 解 对飞机 3 运动情况分析 4 由动能定理建方程 练习2 两辆汽车在同一平直路面上行驶 它们的质量之比m1 m2 1 2 速度之比v1 v2 2 1 两车急刹车后甲车滑行的最大距离为s1 乙车滑行的最大距离为s2 设两车与路面间的动摩擦因数相等 不计空气阻力 则 a s1 s2 1 2b s1 s2 1 1c s1 s2 2 1d s1 s2 4 1 d 由动能定理 最大滑行位移与物体质量无关 解题步骤 1 明确研究对象和物理过程 2 进行受力分析 并确定各力所做的功 求出总功 或分力功的代数和 3 确定始 末态的动能 根据动能定理列出方程w合 ek2 ek1 4 求解方程 分析结果 强调 等式左边是总功 等式右边是动能变化 总功 动能变化 练习3 在光滑水平面上 一质量为1kg的物体正以4m s的速度向左运动 若给物体施加一个向右的大小为2n的恒力 该力作用一段距离后物体的速度方向变为向右 大小为5m s 则在这个过程中该力对物体做的功 温馨提示 动能的变化与速度的方向无关 练习4 同一物体分别从高度相同 倾角不同的光滑斜面的顶端自由滑到底端时 相同的物理量是 a 动能b 速度c 速率d 重力所做的功 思考 若斜面粗糙且粗糙程度相同 既适用于直线运动 也适用于曲线运动 既适用于恒力做功 也适用于变力做功 动能定理的适用范围 温馨提示2 总功 物体受到的一切力 重力 弹力 摩擦力 电场力 磁场力等等 做的功 思考 若小球是以v0的初速度斜抛出去 则落地速度大小是 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 c c 动能定理的优越性和局限性 优点 对恒力 变力 直线 曲线运动问题都适用 局限性 只能求出速度的大小 不能确定速度的方向 也不能直接计算运动时间 4 质量为5 103kg的汽车在t 0时刻速度v0 10m s 随后保持p 6 104w的输出功率不变沿平直公路继续前进 经72s达到最大速度 该汽车受恒定阻力 其大小为2 5 103n 求 1 汽车的最大速度vm 2 汽车在72s内经过的位移x 动能定理应用一 求多过程运动问题 例 钢球从高处向下落 最后陷入泥中 如果空气阻力可忽略不计 陷入泥中的阻力为重力的n倍 求 钢珠在空中下落的高度h与陷入泥中的深度h的比值h h 分析 球在空中下落只有重力做功 球陷入泥中有重力和阻力做功 由上两式得 mg h h f h 0 即mg h h nmgh 0 mgh 0 由动能定理 例 钢球从高处向下落 最后陷入泥中 如果空气阻力可忽略不计 陷入泥中的阻力为重力的n倍 求 钢珠在空中下落的高度h与陷入泥中的深度h的比值h h 解 对小球受力分析 由动能定理 选全过程 mg h h f h 0 h h n 1 1 wg wf ek 即mg h h nmgh 0 本题也可对全过程用动能定理 练习1 斜面倾角为 长为l ab段光滑 bc段粗糙 ab l 3 质量为m的木块从斜面顶端无初速下滑 到达c端时速度刚好为零 求 物体和bc段间的动摩擦因数 解 对木块受力分析 由动能定理 摩擦力做功为 wg mgh mglsina 全过程重力做的功为 wf f x 练习2 如图 质量m 1kg的木块静止在h 1 2m的平台上 木块与平台间的动摩擦因素 0 2 用f 20n的水平推力推木块 使它产生位移x