19-20 第7章 7．动能和动能定理

动能和动能定理学习目标 1。知道动能的概念和定义，比较，计算物体的动能。2.了解动能定理的推导过程、意义和应用范围，灵活应用动能定理，分析问题。(焦点)3 .掌握使用动能定理求力的方法。(焦点，困难)一、动能的表达1.定义运动引起的物体的能量。2.表达式Ek=mv2。3.单位和气力的单位一样，国际单位是焦耳。1j=1kgm2s-2。4.物理量属性(1)具有瞬间性，状态量。(2)选择相对的、不同的参考系统，同一物体的动能一般是不同的，通常是指相对于地面的物体动能。(。(3)斯卡拉卡，没有方向，Ek0。二、动能定理动能定理的内容在一个过程中施加在物体上的力等于在过程中物体的动能发生变化。动能定理的表示(1) w=mv-mv。(2) w=ek2-ek1。说明：类型中w为合力所做的事情等于各力所做的事情的代数。动能定理的适用范围不仅适用于恒定力和直线运动，也适用于可变力和曲线运动。1.判断的想法(准确地说是“”，失误是“”)(1)两个物体中，速度大的动能也很大。（）(2)物体的速度翻倍，其动能也翻倍。（）(3)匀速圆周运动的物体的动能保持不变。()(4)随着外力作用于物体，物体的动能必然增加。（）(5)汽车在公路上以一定速度行驶时，牵引力所做的工作等于汽车的动能。（）2.如果有一辆在水平路上以36公里/小时运行的轿车，车后座上有一名乘客持有a，将质量为4公斤的行李相对于前座其他乘客b以5米/秒的速度扔出，行李的动能为A.500j b.200j c.450j d.900jC 行李相对于地面的速度v=v阶v相对=15m/s，因此行李的动能ek=mv2=450j，选项c是正确的。3.(多重选择)在移动过程中，如果重力做了- 2 J的工作，一起做了4 J的工作()A.这个物体的动能减少，减少量为4 JB.这个物体的动能增加，等于4 J的增量C.这个物体的重力势能减少，减少量为2 JD.物体的重力势能增加，其增加等于2 JBD 重力做负工作，重力势能增加，增量等于克服重力做的工作。选项c错误，选项d正确；根据动能定理，物体的动能增加，增量为4 J，选项a错误，选项b正确。对动能、动能定理的理解1.动能的特性(1)是状态的量：相当于物体的运动状态(或特定时间点的速度)。(2)相对性：选择不同的参考系统，物体速度不同，动能不同，一般以地面为参考系统。(3)标量：只有大小，没有方向。只有正值，没有负值。动能的变化(1) ek=mv-mv是物体动能的变化量，也称为物体动能的增加，表示物体动能的变化量。(2)动能变化的原因合力作用物体会引起物体的动能变化，合力作用的过程本质上是不同形式的能量和动能相互转化的过程，并测量合力施加了多少力。对动能定理的认识(1)表示w= ek的w是外力对物体施加的总操作。(2)动能定理说明了工作和动能变化两种关系。等效关系：物体的动能变化量等于合力做它。因果关系：合力作用于物体是引起物体动能变化的原因，工作的过程本质上是不同形式的能量和动能相互转化的过程，合力是通过多大的作用力来测量的。例1一个粒子的速度逐渐增加的均匀加速度直线运动从时间间隔t移动到s，动能变为9倍。这个粒子的加速度为()A.b.c.dA 在时间t中的粒子平均速度v=，在时间t中的第一个和最后一个速度分别设置为v1和v2，v=，因此=。被称为问题：mv=9mv，v2=3v1，结果2 v1=。粒子的加速度a=。因此，选项a正确动能和速度的三种关系(1)数值关系：Ek=mv2，速度v越大，动能Ek越大。(2)瞬时关系：动能和速度是具有瞬态对应关系的状态量。(3)变化关系：动能是标量，速度是矢量。动能改变时，物体的速度(大小)必须改变，速度改变时，只能改变速度方向，物体的动能不能改变。1.如图所示，一名学生用绳子拉木箱，使其从静止开始沿着粗糙的水平道路保持一定的速度，木箱获得的动能是恒定的()A.小于拉动操作B.就像是决定拉C.就像克服摩擦一样D.大于为克服摩擦而进行的努力。A 应力分析，能影响动能变化的是找到那几个物理量，然后观察这几个物理量的变化。木箱应力如图所示：木箱运动时有两个力作用，拉力产生正数，摩擦力产生负数，根据动能定理，wf-wf=mv2-0，所以动能小于拉力。所以a是对的。b错误；动能和摩擦力的大小无法比较。c，d错误。因此，A.动能定理的应用1.应用动能定理解决问题的步骤(1)确定研究对象和研究过程(研究对象通常是单一对象或由相对静止的物体组成的系统)。(2)研究对象的应力分析(注意哪些力在工作，哪些没有)。(3)合力(注意工作的正负)决定对物体执行的操作。(4)确定物体的初始动能和最终动能(注意动能的增加是最终动能减少的初始动能)。(5)动能定理列表，根据解决方案。2.力学问题两种解法的比较牛顿运动定律运动学公式结合法动能定理套用条件只能研究在一定力作用下物体直线运动的情况当物体受恒定力或可变力运动时，直线运动或曲线运动都适用应用方法考虑运动过程中的所有细节只考虑各力的工作情况和秒和最后状态的动能计算方法向量运算代数运算相同点确定研究对象，对物体进行应力分析和运动过程分析【例2】质量m=6.0103kg公斤的客机从静止开始沿着平坦的跑道均匀滑动。诱导距离l=7.2102m时到达起飞速度v=60m/s。(1)飞机起飞时的动能是多少？(？(2)如果不计算出租车驾驶过程中受到的阻力，飞机会受到多大的牵引力呢？(？(3)滑动过程中接收的平均阻力大小为f=3.0103n，牵引力等于(2)得出的值，那么要达到上述起飞速度，飞机的滑翔距离必须达到多少？分析 (1)飞机起飞时的动能ek=mv2赋值值为ek=1.08107j。(2)通过动能定理将牵引力设定为F1F1l=ek-0赋值值f1=1.5104n。(3)通过动能定理将滑翔距离设定为l F1l-fl=ek-0用l 整理=替换值，l=9.0102m回答(1)1.08107j(2)1.5104n(3)9.0102m应用动能定理应注意的四个问题(1)动能定理的每一个量都是关于同一个惯性参考系统的(通常选择地面作为参考系统)。(2)如果物体运动的过程包括多个阶段，那么应用动能定理时可以分段考虑，也可以将整个过程作为一个整体来处理。(3)求总力时，如果各力对物体不同时工作，则w必须与对各阶段力作用的代数相加。使用动能定理热方程时，也要注意各力作用的正力、负力或合力中的正力、负力。(4)在有力量的情况复杂的问题上，不要把任何力量的力量视为合力的作用，而在多过程问题上，要防止“功劳泄露”或“功劳加”。2.如图所示，AB是固定在垂直平面上的平滑圆弧轨迹，轨道上的点b与水平地面相切，半径r .质量为m的小球体由点a停止释放。(1)球滑至最低点b时小球速度v的大小；(2)当球通过平滑的水平面BC到达最高点d，并滑动从d到地面高度为h(称为h r)的固定曲面时，球为了克服表面上的摩擦而进行的工作Wf。分析 (1)球从a滑动到b时，通过动能定理获得：mgr=mv-0解决方法：VB=。(2)动能定理从a到d的过程：Mg (r-h)-wf=0-0，摩擦克服作业wf=mg (r-h)。回答 (1) (2) mg (r-h)下课了1.由于运动，物体具有的能量称为动能，表达式ek=mv2。动能是相对的，作为标量。2.在一个过程中施加在物体上的力等于在这个过程中改变物体的动能。这个结论称为动能定理，表达式为w=ek2-ek1。3.