原创精品课件：2.1动能的改变(讲授式)

1、第第1节节 动能的改变动能的改变第第2章章 能的转化与守恒能的转化与守恒流动的水可以做功流动的水可以做功龙卷风具有龙卷风具有巨大的能量，巨大的能量，破坏性极强，破坏性极强，能拔起大树、能拔起大树、掀翻汽车，掀翻汽车，甚至摧毁房甚至摧毁房屋。屋。一、动能一、动能1.1.定义：定义： 物体由于运动而具有的能叫做动能。物体由于运动而具有的能叫做动能。2.动能的大小：动能的大小： 大家猜想一下，动能的大小与哪些因素大家猜想一下，动能的大小与哪些因素有关呢？如何来证明你的猜想呢？有关呢？如何来证明你的猜想呢？一、动能一、动能小鸟冲撞飞机小鸟冲撞飞机 一、动能一、动能下雨与下砖头下雨与下砖头 一、动能一、

2、动能结论：结论：动能的大小，与运动物体的质量和速度有关，动能的大小，与运动物体的质量和速度有关，物体的质量物体的质量m越大、运动速度越大、运动速度v越大，动能就越大。越大，动能就越大。一、动能一、动能1.定义：定义： 物体由于运动而具有的能量叫做动能。物体由于运动而具有的能量叫做动能。 物体的动能等于物体质量与物体速度的物体的动能等于物体质量与物体速度的 二次方的乘积德一半。二次方的乘积德一半。2.表达式：表达式：3.单位：单位： 焦（焦（J）4.说明：说明：（1）动能是标量，只有大小没有方向）动能是标量，只有大小没有方向 动能只有正值，没有负值。动能只有正值，没有负值。 （2）动能是状态量，

3、具有瞬时性。）动能是状态量，具有瞬时性。 （3）动能具有相对性。）动能具有相对性。2k12Em v 一、动能一、动能.下列几种情况中，甲、乙两物体的动能相等的下列几种情况中，甲、乙两物体的动能相等的是是( )A甲的速度是乙的甲的速度是乙的2倍，乙的质量是甲的倍，乙的质量是甲的2倍倍B甲的质量是乙的甲的质量是乙的2倍，乙的速度是甲的倍，乙的速度是甲的2倍倍C甲的质量是乙的甲的质量是乙的4倍，乙的速度是甲的倍，乙的速度是甲的2倍倍D质量相同，速度大小也相同，但甲向东运质量相同，速度大小也相同，但甲向东运动，乙向西运动动，乙向西运动CD例题例题1 1例题例题2.质量一定的物体（质量一定的物体（ ）A

4、.速度发生变化时，动能一定发生变化速度发生变化时，动能一定发生变化B.速度发生变化时，动能不一定发生变化速度发生变化时，动能不一定发生变化C.速度不变时，其动能一定不变速度不变时，其动能一定不变D.动能不变时，速度一定不变动能不变时，速度一定不变BC二、恒力做功与动能改变的关系二、恒力做功与动能改变的关系若外力对物体做功，物体的动能会增加吗？若外力对物体做功，物体的动能会增加吗？物体对外做功动能会减少吗？物体对外做功动能会减少吗？做功与动能的改变有什么关系呢？做功与动能的改变有什么关系呢？推导：推导：根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律 22222121v -v= 2asv -v= 2as2 22

5、 22 21 1v v - -v vs s= =2 2a aWFs=22212vvmaa-=Fma=22211122mvmv=-W Fl=二、恒力做功与动能改变的关系二、恒力做功与动能改变的关系理论推导理论推导WFs=22211122mvmv=-2 2、定义、定义力（合外力）在一个过程中对物体所做的功，等于物力（合外力）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，这个结论叫做体在这个过程中动能的变化，这个结论叫做动能定理动能定理。21kkWEE21kkWEE三、动能定理三、动能定理22211122Wmvmv2k12Em v 1 1、公式、公式合外力的总功合外力的总功末状态动能末

6、状态动能 初状态动能初状态动能对应着一对应着一个过程个过程某一过程（始末状态）某一过程（始末状态）状态量的变化量状态量的变化量12kkEEW合三、动能定理三、动能定理注意：1.动能定理中的功是合外力做的总功动能定理中的功是合外力做的总功总功的求法：总功的求法：（1） W合合= F合合s cos（为合外力与运动方向的夹角）为合外力与运动方向的夹角）（2） W合合=WW2 Wn2.合外力做正功，动能增加；合外力做负功，动能减少。合外力做正功，动能增加；合外力做负功，动能减少。3.适用范围：适用范围：既适用于直线运动，也适用于曲线运动，既适用于直线运动，也适用于曲线运动，既适用于恒力做功，也适用于变

7、力做功，既适用于单既适用于恒力做功，也适用于变力做功，既适用于单个物体，也适用于一个系统。个物体，也适用于一个系统。12kkEEW总三、动能定理三、动能定理解读：例例3.一架喷气式飞机，质量一架喷气式飞机，质量m5103 kg，当起飞过程中从，当起飞过程中从静止开始滑跑的路程为静止开始滑跑的路程为s5.3102时，达到起飞速度时，达到起飞速度v60m/s，在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的，在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的k倍倍(k 0.02)，求飞机受到的牵引力。，求飞机受到的牵引力。 FfGN解：方法一解：方法一vas22 vas22 F kmg ma mvF kmgNs24

8、1.8 102 有其它方法吗？有其它方法吗？例例1.一架喷气式飞机，质量一架喷气式飞机，质量m5103 kg，当起飞过程中从，当起飞过程中从静止开始滑跑的路程为静止开始滑跑的路程为s5.3102时，达到起飞速度时，达到起飞速度v60m/s，在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的，在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的k倍倍(k 0.02)，求飞机受到的牵引力。，求飞机受到的牵引力。 FfGN解：方法二解：方法二KKK=-WE EE 合合末末初初由定能定理由定能定理Fs kmgsmv2102 得：得：mvF kmgNs241.8 102 所以所以，实验设计实验设计1.实验需要测量哪些物理量？

9、实验需要测量哪些物理量？2.有哪几个物理量很难测量？有哪几个物理量很难测量？3.怎样设计一个最简单的实验来进行研究？怎样设计一个最简单的实验来进行研究？二、恒力做功与动能改变的关系二、恒力做功与动能改变的关系1.选取选取研究对象研究对象，明确它的运动过程；，明确它的运动过程；2.分析研究对象的分析研究对象的受力情况受力情况和各个力的做功情况：和各个力的做功情况：受哪些力？每个力是否做功？做正功还是做负功？受哪些力？每个力是否做功？做正功还是做负功？然后求各个力做功的代数和；然后求各个力做功的代数和；3.明确物体的明确物体的始末状态的动能始末状态的动能 和和 ；应用动能定理的一般步骤1kE2kE

10、4.列出动能定理的列出动能定理的方程方程及其他必要的辅助方程，及其他必要的辅助方程，进行进行求解求解。实验目的：实验目的：探究恒力做功与物体动能改变的关系探究恒力做功与物体动能改变的关系实验器材：实验器材：小车、砝码、天平、打点计时器、复写纸小车、砝码、天平、打点计时器、复写纸刻度尺、低压交流电源、细绳、一端附有定滑轮的刻度尺、低压交流电源、细绳、一端附有定滑轮的长木板，纸带等长木板，纸带等实验方案实验方案（如图所示（如图所示) )二、恒力做功与动能改变的关系二、恒力做功与动能改变的关系(1)(1)安装器材，平衡摩擦力安装器材，平衡摩擦力(2)(2)让砝码拉动小车运动让砝码拉动小车运动(3)(

11、3)纸带记录小车的运动纸带记录小车的运动(4)(4)数据分析：拉力做功与小车动能改变的关系数据分析：拉力做功与小车动能改变的关系实验结论：如果砝码的重力对小车所做的功等于小实验结论：如果砝码的重力对小车所做的功等于小车对应时刻的车对应时刻的动能动能，可得出结论：恒力对物体所，可得出结论：恒力对物体所做的功等于物体动能的做的功等于物体动能的改变量改变量二、恒力做功与动能改变的关系二、恒力做功与动能改变的关系物体的质量为物体的质量为m，在与运动方向相同的恒定外力，在与运动方向相同的恒定外力F的作用下发生一段位移的作用下发生一段位移s，速度由，速度由v1增加到增加到v2，如图所示。试用牛顿运动定律和

12、运动学公式，如图所示。试用牛顿运动定律和运动学公式，推导出力推导出力F对物体做功的表达式。对物体做功的表达式。理论推导理论推导二、恒力做功与动能改变的关系二、恒力做功与动能改变的关系例例1.一架喷气式飞机，质量一架喷气式飞机，质量m5103 kg，当起飞过程中从，当起飞过程中从静止开始滑跑的路程为静止开始滑跑的路程为s5.3102时，达到起飞速度时，达到起飞速度v60m/s，在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的，在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的k倍倍(k 0.02)，求飞机受到的牵引力。，求飞机受到的牵引力。 FfGN解：方法一解：方法一vas22 vas22 F kmg ma m

13、vF kmgNs241.8 102 有其它方法吗？有其它方法吗？(1)(1)明确研究对象及所研究的物理过程。明确研究对象及所研究的物理过程。( (2)2)对研究对象进行受力分析，并确定各力所做的功，对研究对象进行受力分析，并确定各力所做的功，求出这些力的功的代数和。求出这些力的功的代数和。(4)(4)求解方程、分析结果。求解方程、分析结果。(3)确定始、末状态的动能（未知量用符号表示），确定始、末状态的动能（未知量用符号表示），根据动能定理列出方程根据动能定理列出方程W总总Ek2Ek1。应用动能定理解题的步骤：应用动能定理解题的步骤：三、动能定理三、动能定理例例2：一辆汽车以一辆汽车以v1=6

14、0km/h的速度行驶，司机突然发现的速度行驶，司机突然发现在前方约在前方约s=30m处有一包东西，马上紧急刹车。设司机的处有一包东西，马上紧急刹车。设司机的反应时间反应时间t1=0.75s,刹车汽车与地面间的动摩擦因数刹车汽车与地面间的动摩擦因数=0.75,求汽车到达这包东西所在处的速度求汽车到达这包东西所在处的速度.解：解：由题意，汽车由题意，汽车t1内的位移内的位移所以从开始刹车处到到达这包东西的位移所以从开始刹车处到到达这包东西的位移所以汽车到达这包东西所在处的速度所以汽车到达这包东西所在处的速度v2由动能定理得由动能定理得1222211-mgs=mv-mv22m m/ /s s= =4

15、 4. .7 7m m/ /s s= =1 17 7k km m/ /h h1 12 22 22 22 2v v = = v v - -2 2 g gs s = = 1 16 6. .7 7 - -2 2 0 0. .7 75 5 9 9. .8 8 1 17 7. .5 511 1s = v t = 12.5m21s =s-s =30m-12.5m=17.5m1.关于做功和物体动能变化的关系关于做功和物体动能变化的关系,不正确的是不正确的是( )。A.只有动力对物体做功，物体的动能增加只有动力对物体做功，物体的动能增加 B.只有物体克服阻力做功，它的动能减少只有物体克服阻力做功，它的动能减少

16、C.外力对物体做功的代数和等于物体的末动能与初动外力对物体做功的代数和等于物体的末动能与初动能之差能之差 D.动力和阻力都对物体做功，物体的动能一定变化动力和阻力都对物体做功，物体的动能一定变化D课堂训练课堂训练2.平直公路上平直公路上,汽车由静止开始做匀加速运动，当速度达汽车由静止开始做匀加速运动，当速度达到某一值时，立即关闭发动机后滑行至停止，其到某一值时，立即关闭发动机后滑行至停止，其 v-t图像图像如图所示如图所示.汽车牵引力为汽车牵引力为F，运动过程中所受的摩擦阻力，运动过程中所受的摩擦阻力恒为恒为f，全过程中牵引力所做的功为，全过程中牵引力所做的功为W1，克服摩擦阻力，克服摩擦阻力

17、所做的功为所做的功为W2，则下列关系中正确的是，则下列关系中正确的是( )。A.F:f=1:3 B.F:f=4:1C.W1:W2=1:1 D.W1:W2=1:3BC课堂训练课堂训练3.一个小球从高处自由落下，则小球在下落过程中一个小球从高处自由落下，则小球在下落过程中的动能的动能( )。A.与它下落的距离成正比与它下落的距离成正比B.与它下落距离的平方成正比与它下落距离的平方成正比C.与它运动的时间成正比与它运动的时间成正比D.与它运动时间的平方成正比与它运动时间的平方成正比AD课堂训练课堂训练4.下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ）。）。A.合力对物体做的功越多，物体的动能就越大合力对物

18、体做的功越多，物体的动能就越大B.外力对物体做功的代数和等于物体末动能与初动能外力对物体做功的代数和等于物体末动能与初动能之差之差C.物体运动过程中所受的合力不为零，则它的动能一物体运动过程中所受的合力不为零，则它的动能一定变化定变化D.物体运动过程中所受的合力不为零，则它的速度一物体运动过程中所受的合力不为零，则它的速度一定变化定变化BD课堂训练课堂训练5如图所示，质量相同的两物体处于同一高度，如图所示，质量相同的两物体处于同一高度，A沿固沿固定在地面上的光滑斜面下滑，定在地面上的光滑斜面下滑，B自由下落，最后到达同自由下落，最后到达同一水平面，则一水平面，则 ( )A重力对两物体做的功相同重力对两物体做的功相同B重力的平均功率相同重力的平均功率相同C到达底端时重力的瞬时功率到达底端时重力的瞬时功率PAPBD到达底端时两物体的动能相同，速度相同到达底端时两物体的动能相同，速度相同AC课堂训练课堂训练6.汽车在水平的高速公路上做匀加速直线运动，通过汽车在水平的高速公路上做匀加速直线运动，通过100m 的距离后，速度由的距离后，速度