教科版必修二 第四章 4.4动能动能定理 课件（27张）.pptx

4 4动能动能定理 一 动能 观图助学 如图所示 是古代战争中攻击城门的战车 战车上装有一根质量很大的圆木 有很多士兵推着以很大的速度撞击城门 轻而易举地将城门撞破 圆木的质量很大 速度很大时 是为了增加圆木的什么能 人用铁锤打击石头时为什么要用质量较大的铁锤 还要高高抡起来 这样可以增大铁锤打击石头时的什么能 1 定义物体由于 而具有的能量 2 表达式 ek 运动 3 单位与功的单位相同 国际单位为 1j 焦耳 1kg m2 s 2 4 物理量特点 1 具有瞬时性 是 2 具有相对性 选取不同的参考系 同一物体的动能一般不同 通常是指物体相对于 的动能 3 是 没有方向 ek 0 理解概念 判断下列说法是否正确 1 两个物体中 速度大的动能也大 2 某物体的速度加倍 它的动能也加倍 3 物体的速度发生变化 其动能一定发生变化 4 做匀速圆周运动的物体的动能保持不变 状态量 地面 标量 二 合外力做功和物体动能的变化 观图助学 2018年5月13日 我国002航母开始第一次海试 如图甲所示 歼 15战机是我国自主研发的第一款舰载战斗机 已经实现了在 辽宁舰 上各种训练 形成战斗力 如图乙所示为正在起飞的歼 15战机 1 歼 15战机起飞时 合力做什么功 速度怎么变化 动能怎么变化 2 歼 15战机着舰时 阻拦索对战斗机做什么功 战斗机的动能怎么变化 1 推导 如图所示 物体的质量为m 在运动方向上受到合外力f的作用发生了一段位移x 速度由v1增加到v2 此过程合外力f做的功为w ma fx 2ax 2 内容 合外力所做的功等于物体 3 表达式 w ek 4 适用范围 既适用于 做功 也适用于 做功 既适用于 运动 也适用于 运动 理解概念 判断下列说法是否正确 1 外力对物体做功 物体的动能一定增加 2 动能定理中的w为合力做的功 3 合外力做功不等于零 物体的动能一定变化 4 物体的速度发生变化 合外力做功一定不等于零 5 物体的动能增加 合外力做正功 动能的变化 ek2 ek1 恒力 变力 直线 曲线 对动能和动能定理的理解 观察探究 如图1所示 一辆汽车正在上坡路上加速行驶 图1 1 汽车上坡过程受哪些力作用 各个力做什么功 2 汽车的动能怎样变化 其动能的变化与各个力做功有什么关系 答案 1 汽车受重力 支持力牵引力及路面的阻力作用 上坡过程中牵引力做正功 重力 阻力做负功 支持力不做功 2 由于汽车加速上坡 其动能增大 汽车动能的变化等于重力 牵引力及路面的阻力三个力做功的代数和 探究归纳 1 动能变化量的理解 1 表达式 ek ek2 ek1 2 物理意义 ek 0 表示动能增加 ek 0 表示动能减少 3 变化原因 力对物体做功是引起物体动能变化的原因 合力做正功 动能增加 合力做负功 动能则减少 2 动能定理的理解 1 表达式 w ek ek2 ek1 式中的w为合外力对物体所做的总功 2 研究对象及过程 动能定理的研究对象可以是单个物体 也可以是相对静止的系统 动能定理的研究过程既可以是运动过程中的某一阶段 也可以是运动全过程 3 普遍性 既适用于恒力做功 也适用于变力做功 既适用于物体做直线运动的情况 也适用于物体做曲线运动的情况 4 实质 揭示了力对物体做的总功与物体动能变化的关系 试题案例 例1 关于运动物体的合外力做功和动能 速度变化的关系 下列说法正确的是 a 物体做变速运动 合外力一定不为零 动能一定变化b 若合外力对物体做功为零 则合外力一定为零c 合外力对物体做功 它的速度大小一定发生变化d 物体的动能不变 所受的合外力必定为零解析力是改变物体速度的原因 物体做变速运动时 合外力一定不为零 但合外力不为零时 做功可能为零 动能可能不变 a b错误 合外力对物体做功 它的动能一定变化 速度大小也一定变化 c正确 物体的动能不变 所受合外力做功一定为零 但合外力不一定为零 d错误 答案c 动能与速度的变化关系动能是标量 速度是矢量 当动能发生变化时 物体的速度 大小 一定发生了变化 当速度发生变化时 可能仅是速度方向的变化 物体的动能可能不变 针对训练1 多选 质量为m的物体在水平力f的作用下由静止开始在光滑地面上运动 前进一段距离之后速度大小为v 再前进一段距离使物体的速度增大为2v 则 a 第二过程的速度增量等于第一过程的速度增量b 第二过程的动能增量是第一过程动能增量的3倍c 第二过程合外力做的功等于第一过程合外力做的功d 第二过程合外力做的功等于第一过程合外力做功的2倍 答案ab 动能定理的应用 要点归纳 1 应用动能定理解题的注意事项 1 动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系的 一般以地面或相对地面静止的物体为参考系 2 应用动能定理的关键在于准确分析研究对象的受力情况及运动情况 可以画出运动过程的草图 借助草图理解物理过程之间的关系 3 当物体的运动包含多个不同过程时 可分段应用动能定理求解 也可以全过程应用动能定理 4 列动能定理方程时 必须明确各力做功的正 负 确实难以判断的先假定为正功 最后根据结果加以检验 2 应用动能定理与牛顿第二定律的比较 试题案例 例2 如图2所示 物体在离斜面底端5m处由静止开始下滑 然后滑上与斜面平滑连接的水平面 若物体与斜面及水平面的动摩擦因数均为0 4 斜面倾角为37 求物体能在水平面上滑行的距离 sin37 0 6 cos37 0 8 图2 解析对物体在斜面上和水平面上受力分析如图所示 答案3 5m 应用动能定理解题的步骤 1 确定研究对象和研究过程 研究对象一般为单个物体或相对静止的物体组成的系统 2 对研究对象进行受力分析及做功分析 3 确定合外力对物体做的功 注意功的正负 4 确定物体的初 末动能 注意动能增量是末动能减初动能 5 根据动能定理列式 求解 例3 一质量为m的小球 用长为l的轻绳悬挂于o点 小球在水平力f作用下从平衡位置p点很缓慢地移动到q点 如图3所示 则力f所做的功为 a mglcos b flsin c mgl 1 cos d fl 1 sin 图3 解析小球的运动过程是缓慢的 因而小球任何时刻均可看作是平衡状态 力f的大小在不断变化 f做功是变力做功 小球上升过程只有重力mg和f这两个力做功 由动能定理得 mg l lcos wf 0 所以wf mgl 1 cos 答案c 针对训