《动能与动能定理》PPT课件.pptx

动能与动能定理 做功是由一种形式的能量转换成另一种能量 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 这个过程中力F做功W FI 一探究动能的表达式 F做功为 牛顿第二定律 把F L的表达式带入W FL 可得F做的功 22 12 2a 代表动能 当 1 0时 初速度为0 12 22 木块所做的功转换成了动能 一探究动能的表达式 1 动能 物体由于运动而具有的能量叫动能 3 物体的动能等于物体的质量与物体速度的二次方的乘积的一半 4 物理意义 描述运动状态的物理量 动能是标量 且恒为正值 具有瞬时性 5单位 焦耳 J 2公式 12m 2 例题 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 解 根据得 卫星动能 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 动能定理 1内容 合力所做的功等于物体动能的变化 曲线运动或直线运动 单个物体或几个物体 一个过程或全过程 注意点 是数值上相等 而不是就是 做功引起能的变化 小结 一 动能1 定义 物体由于运动而具有的能量叫做动能2 表达式 EK 1 2 M V2二 动能定理1 内容 合力所做的功等于物体动能的变化2 表达式 W 1 2 M V22 1 2 M V12 我们对动能的表达式Ek mv2 2的理解 1 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 2 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 3 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 我们知道 运动是相对的 当鸟儿与飞机相对而行时 虽然鸟儿的速度不是很大 但是飞机的飞行速度很大 这样对于飞机来说 鸟儿的速度就很大 速度越大 撞击的力量就越大 比如一只0 45千克的鸟 撞在速度为每小时80千米的飞机上时 就会产生1500牛顿的力 要是撞在速度为每小时960千米的飞机上 那就要产生21 6万牛顿的力 如果是一只1 8千克的鸟撞在速度为每小时700千米的飞机上 产生的冲击力比炮弹的冲击力还要大 所以浑身是肉的鸟儿也能变成击落飞机的 炮弹 1962年11月 赫赫有名的 子爵号 飞机正在美国马里兰州伊利奥特市上空平稳地飞行 突然一声巨响 飞机从高空栽了下来 事后发现酿成这场空中悲剧的罪魁就是一只在空中慢慢翱翔的天鹅 鸟击落飞机 对动能相对性的理解 鸟本身速度不快 质量也不大 但相对于飞机来说 由于飞机速度很快 所以它们相互靠近的速度很快 因此 鸟相对飞机的速度很快 具有很大的相对动能 当两者相撞时 会造成严重的空难事故 W Ek2 Ek1 Ek 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 W mv22 mv12 三 动能定理 动能是标量 只有正值 但 Ek有正负之分 当外力做正功时 W 0 故 Ek 0 即Ek2 Ek1动能增加 当外力做负功时 W 0 故 Ek 0 即Ek2 Ek1动能减少 思考与讨论 二 动能定理是否可以应用于变力做功或物体做曲线运动的情况 该怎样理解 把过程分解为很多小段 认为物体在每小段运动中受到的力是恒力 运动的轨迹是直线 这样也能得到动能定理 对动能定理的理解 1 当外力做正功时 W 0 故Ek2 Ek1 即动能增加当外力做负功时 W 0 故Ek2 Ek1 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 既适用于恒力做功 也适用于变力做功 既适用于直线运动 也适用于曲线运动 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 例 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s 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 k 0 02 求飞机受到的牵引力 v0 0m s v 60m s s 5 3 102m 滚动摩擦力 滚动摩擦系数X正压力 k为滚动摩擦系数重力G为正压力 例1 一架喷气式飞机 质量 起飞过程中从静止开始滑跑的路程为时 达到起飞速度 在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0 02倍 k 0 02 求飞机受到的牵引力F 应用1 恒力 直线运动 解 对飞机由动能定理有 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