动能和动能定理课件

1、连清,物体由于运动而具有的能量叫做动能,在本章“1追寻守恒量”中，已经知道,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,一、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,动能,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

2、= (v22 v12 )/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,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,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

3、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

4、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

5、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,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，W0，故 Ek0，即Ek2Ek1 动能增加。 当外力做负功时，W0，故Ek0 ， 即Ek2Ek1 动能减少,思考与讨论（一,如果物体受到几个力作用,动能定理中的W表示的物理意义是什么？ 合力所做的总功。 动能定理表述为： 合 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,举例

6、说明,上一节课做实验探究物体速度与力做功之间的关系时，曾经采用的一种方法是平衡摩擦力，实际上这时小车受到的橡皮筋的拉力就等于物体所受的合力 一架飞机在牵引力和阻力的共同作用下，在跑道上加速运动速度越来越大，动能越来越大这个过程中是牵引力和阻力都做功，牵引力做正功，阻力做负功，牵引力和阻力的合力做了多少功，飞机的动能就变化了多少,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，W0，故Ek2Ek1，即动能增加 当外力做负功时

7、，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） 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

8、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4、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

9、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,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. mgLcos B. mgL(1cos) C. FLcos D. 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,1.一球从高出地面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

10、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,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、8000J B、4000J C、15J D、无法确定,