7.7 动能和动能定理

物体由于运动而具有的能叫做动能,一、动能,动能的表达式可能与那几个物理量有关？,一、动能,寻找动能的表达式？,重力做功WG,重力势能mgh,弹力做功WF,外力做功W,弹性势能,动能表达式？,一、动能,在光滑的水平面上有一个质量为m的物体，在与运动方向相同的水平恒力的作用下发生一段位移，速度由v1增加到v2，求这个过程中该力所做的功。,一、动能,一、动能,我已找到了找动能的表达式,一、动能,动能的表达式,单位：焦耳1kgm2/s2=1Nm=1J,一、动能,我们对动能的表达式的理解,1、动能是标量，且只有正值，与物体速度方向无关2、动能是状态量，物体运动状态一定，其动能就有确定的值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。,一、动能,下列几种情况中，甲、乙两物体的动能相等的是()A甲的速度是乙的2倍，乙的质量是甲的2倍B甲的质量是乙的2倍，乙的速度是甲的2倍C甲的质量是乙的4倍，乙的速度是甲的2倍D质量相同，速度大小也相同，但甲向东运动，乙向西运动,CD,练习,我国在1970年我国发射的第一颗人造地球卫星，质量为173kg，运动速度为72kms，它的动能是多大?,根据计算可以得到我国发射的第一颗人造地球卫星正常运转的动能是448X109J,练习,我们得到动能的表达式后,可以写成,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,动能定理,二、动能定理,总功,末动能,初动能,动能定理说明了功和能的密切关系，即做功的过程是能量转化的过程等号并不意味着“功转化成动能”，也不是“功是动能的增量”，而是“功引起动能的变化”。体会“功是能量转化的量度”,二、动能定理,我们对动能定理的理解,1、动能定理既适用于恒力做功，也适用于变力做功，既适用于直线运动，也适用于曲线运动；2、动能只有正值，但动能的变化却有正负，动能的变化量为正值，说明合力对物体做正功；如果为负值，说明合力对物体做负功，或者说物体克服合力做功,二、动能定理,一架喷气式飞机，质量5103kg，起飞过程中从静止开始滑跑的路程为l5.3102时，达到起飞速度60/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。,我们下面看一个例题：,例题,解法一：以飞机为研究对象，它做匀加速直线运动受到重力、支持力、牵引力和阻力作用.F合Fkmga又as由和得：,N,结论：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。,解法二：以飞机为研究对象，它受到重力、支持力、牵引力和阻力作用，这四个力做的功分别为W，W支，W牵F1s，W阻s.据动能定理得：,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。,动能定理的优点在哪里呢?,1、动能定理不涉及运动过程中的加速度和时间，用它来处理问题要比牛顿定律方便,2、动能定理能够解决变力做功和曲线运动问题，而牛顿运动解决这样一类问题非常困难,例题小结,用动能定理解决问题的一般步骤,1明确研究对象、研究过程，找出初末状态的速度情况2要对物体进行正确的受力分析，明确各个力的做功大小及正负情况3明确初末状态的动能4由动能定理列方程求解，并对结果进行讨论,例题小结,下面我们再看一个例题：,一辆质量为m，速度为v0的汽车在关闭发动机后于水平地面滑行了距离l后停下来，试求汽车受到的阻力,例题,解析,类型一：质量为m的物体在光滑水平面上，受与运动方向相同的恒力F的作用下发生一段位移l，速度从v1增加到v2,思考：外力做功,类型三：质量为m的物体在与运动方向相同的恒力F的作用下，沿粗糙水平面运动了一段位移l，受到的摩擦力为Ff，速度从v1变为v2,类型二：质量为m的物体在水平粗糙面上受到摩擦力Ff的作用下发生一段位移l，速度从v1减小到v2,分析,C,W合=2J,其中W合=W手+（-mgh）,W手=12J,物体克服重力做功W克=mgh=10J,AD,或：Vt2=2asa=2m/s2,由牛顿第二定律得Fmg=maF=m（g+a）=12N,W手=Fh=12J,解：由动能定理得mgH=mV2,V=,仍由动能定理得mgH=mV2,V=,注意：速度不一定相同,若由H高处自由下落，结果如何呢？,mghmgcosLmgs2=0,mghmgs1mgs2=0,mghmgs=0,=h/s,通过以前的学习我们知道，做功的过程是能量从一种形式转化为另一种形式的过程在上面的例题中，阻力做功，汽车的动能到哪里去了?,汽车的动能在汽车与地面的摩擦过程中转化成内能，以热的形式表现出来，使汽车与地面间的接触面温度升高,思考与讨论,