动能和动能定理课件.ppt

第四节动能和动能定理,物体由于运动而具有的能量叫做动能。,一、定义,龙卷风,海啸,风力发电,与物体的质量和速度有关,思考：物体的动能与哪些因素有关？是什么样的关系？,结论：物体的质量越大，速度越大，它的动能就越大。那么，动能与物体的质量和速度之间有什么定量的关系呢？,二、探究动能的表达式,重力做功WG,重力势能mgh,弹力做功WF,外力做功w,弹性势能kx2/2,动能表达式？,探究物体动能表达式,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？,推导F做功表达式的过程,W=FL,L=(v22v12)/2a,a=F/m,W=?,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？,Wmv22mv12,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）,Ekmv2,三、动能,我们对动能的表达式Ekmv2/2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，一般都以地面或相对地面静止的物体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。,试比较下列每种情况下，甲、乙两物体的动能：(除题意中提到的物理量外，其他物理量情况相同),总结：动能是标量，与速度方向无关；动能与速度的平方成正比，因此速度对动能的影响更大。,物体甲的速度是乙的两倍；物体甲向北运动，乙向南运动；物体甲做直线运动，乙做曲线运动；物体甲的质量是乙的一半。,关于动能的理解，下列说法正确的是：A、一定质量的物体，速度变化时，动能一定变化。B、一定质量的物体，速度不变时，动能一定不变。C、一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化。D、一定质量的物体，动能不变时，速度一定不变。,随堂练习,WEk2Ek1=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。,Wmv22mv12,四、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，W0，故Ek0，即Ek2Ek1动能增加。当外力做负功时，W0，故EkEk1，即动能增加当外力做负功时，W0，故Ek2Ek1，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，也可是多个物体组成的系统）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mv22/2mv12/2,例:一架喷气式飞机，质量m=5103kg，起飞过程中从静止开始滑跑的路程为s=5.3102m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=5.3102m,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。,例2、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,应用2：恒力+曲线运动,不涉及物理运动过程中的加速度和时间，而只与物体的初末状态有关，在涉及有关的力学问题，优先应用动能定理。,例3.一质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂于O点。小球在水平拉力F作用下，从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点，细线偏离竖直方向的角度为，如图所示。则拉力F做的功是：A.mgLcosB.mgL(1cos)C.FLcosD.FL,应用3：变力做功,分析：小球的下落过程根据受力情况可分为两段：,应用4：多过程,例4.一球从高出地面H处由静止自由落下，不考虑空气阻力，落到地面后并深入地面h深处停止，若球的质量为m，求：球在落入地面以下的过程中受到的平均阻力。,因此可以分两段求解，也可以按全过程求解,接触地面前做自由落体运动，只受重力G作用；,接触地面后做减速运动，受重力G和阻力f作用。,接触地面前,（2）全过程：,解：以球为研究对象，在下落的过程中受力如图，根据动能定理有,解得：,（1）分段求解设小球在接触地面时的速度为v，则,接触地面后,课堂小结,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：3、单位：焦耳（J）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：,返回,EK=,活学活用1.足球运动员用力踢质量为0.3kg的静止足球，使足球以10m/s的速度飞出，假定脚踢足球时对足球的平均作用力为400N，球在水平面上运动了20m后停止，那么人对足球做的功为：A、8000JB、4000JC、15JD、无法确定,变力功,高考是怎样考的,2.一物块由静