高一物理必修二第四章第4节(动能、动能定理)

1、认识动能，理解动能的含义；认识动能，理解动能的含义；理解合力做功与动能理解合力做功与动能变化之间的关系；变化之间的关系；掌握动能定理的内容和数学表达式；掌握动能定理的内容和数学表达式；体会用动能定理体会用动能定理解决力学问题的步骤；解决力学问题的步骤；学会用实验验证动能定理学会用实验验证动能定理；引入引入 这些现象都说明：运动的物体具有这些现象都说明：运动的物体具有能量。能量。 我们把：我们把：物体由于运动而具有能物体由于运动而具有能量叫做动能量叫做动能。动能的大小与哪些因素有关呢？动能的大小与哪些因素有关呢？动能与质量和速度有什么定量关系呢？动能与质量和速度有什么定量关系呢？重力做功重力做功

2、WG重力势能重力势能mgh弹力做功弹力做功WF合力做功合力做功W合合动能表达式？动能表达式？弹性势能弹性势能 kx221阅读教材阅读教材P68-P69，思考并回答：，思考并回答：1、物体的动能与质量和速度具有怎样的关系物体的动能与质量和速度具有怎样的关系？2、合外力做功与动合外力做功与动能变化之间有什么关系能变化之间有什么关系 ？3、动能定理的内容是什么动能定理的内容是什么 ？4、应用动能定理解题的关键步骤有哪些、应用动能定理解题的关键步骤有哪些 ？ 第一课时第一课时一、动能的定量表达式一、动能的定量表达式v1v2 设光滑水平面上，一个物体的质量为设光滑水平面上，一个物体的质量为m，在水平恒力

3、在水平恒力F的作用下沿的作用下沿F方向发生位移方向发生位移x，速，速度从度从v1增加到增加到v2，如图所示：如图所示：x 则在这一过程中，则在这一过程中，FW=Fx力 所做的功： 由牛顿第二定律知：由牛顿第二定律知：F=ma 由匀加速度运动公式知：由匀加速度运动公式知：22212vvax 根据以上三式可得：根据以上三式可得：22211122Wmvmv3.单位：单位：焦耳，焦耳，1 J=1 kgms-2m=1 Nm 1.定义：定义： 物体的动能等于物体质量与物体速度物体的动能等于物体质量与物体速度 大小的二次方的乘积的一半。大小的二次方的乘积的一半。2.表达式：表达式：动能动能理解：理解：(1)

4、动能是动能是状态量状态量，具有，具有瞬时性瞬时性。在某一时刻在某一时刻或某一状态，物体具有一定的速度，也就具或某一状态，物体具有一定的速度，也就具有一定的动能有一定的动能。 (3)动能是动能是标量标量。只有大小没有方向，动能没。只有大小没有方向，动能没有负值，与物体的速度方向无关。有负值，与物体的速度方向无关。 (2)物体的动能具有物体的动能具有相对性相对性。由于对不同的参。由于对不同的参考系，同一物体的瞬时速度有不同值，所以考系，同一物体的瞬时速度有不同值，所以在同一状态下物体的动能也可能不同。一般在同一状态下物体的动能也可能不同。一般地如地如无特别说明，物体的动能均是相对地面无特别说明，物

5、体的动能均是相对地面而言的而言的。 一物体做匀速圆周运动，那么它的一物体做匀速圆周运动，那么它的动能处处相等吗？动能处处相等吗？相等相等例例1：改变汽车的质量和速度，都能使汽车的改变汽车的质量和速度，都能使汽车的动能发生变化，在下面几种情况中，汽车的动动能发生变化，在下面几种情况中，汽车的动能是原来能是原来2倍的是：倍的是：( )A、质量不变，速度变为原来的质量不变，速度变为原来的2倍倍B、质量和速度都变为原来的质量和速度都变为原来的2倍倍C、质量减半，速度变为原来的质量减半，速度变为原来的2倍倍D、质量变为原来质量变为原来2倍，速度减半倍，速度减半C二、合外力做功与动能变化之间的关系二、合外

6、力做功与动能变化之间的关系当合当合力做正功时，力做正功时，Ek2 Ek1动动能增加。能增加。当当重力做负功时，重力做负功时，Ek2 Ek1动能减小。动能减小。说明：说明：动能的变化量：动能的变化量：Ek=Ek2-Ek1 (增加量增加量)。W= Ek即：即：合力合力做功等于动能的做功等于动能的变化量变化量。22211122Wmvmv=Ek2-Ek1 W= 三、三、动能定理动能定理 1.内容：内容：合外力合外力在一个过程中对物体在一个过程中对物体所做的功所做的功等等于物体在这个过程中于物体在这个过程中动能的变化动能的变化。2.表达式：表达式：22211122WmvmvW= Ek2-Ek1 W= W

7、=Ek 3.理解：理解：式中式中W为合外力做的功，即为合外力做的功，即总功总功。物理意义：物理意义： 反映了反映了合力做的功合力做的功是动能变化的是动能变化的原原 因因，也是动能变化的，也是动能变化的量度量度。末动能减初动能末动能减初动能动能定理实用范围：动能定理实用范围：既适用于既适用于恒力恒力做功，也适用于做功，也适用于变力变力做功；做功；既适用于既适用于直线直线运动，也适用于运动，也适用于曲线曲线运动。运动。动能定理动能定理涉及一个过程两个状态。涉及一个过程两个状态。(功是功是过过程量程量，而动能是，而动能是状态量状态量)动能定理中的各量都是标量，所以动能定理动能定理中的各量都是标量，所

8、以动能定理是标量方程式，遵循代数运算，无方向性。是标量方程式，遵循代数运算，无方向性。方法一：方法一：例例2：一架喷气式飞机，质量一架喷气式飞机，质量m=5.0103kg，起飞过程中从静止开始滑跑。当位移达到起飞过程中从静止开始滑跑。当位移达到l=5.3102m时，速度达到起飞速度时，速度达到起飞速度v=60m/s。在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的的0.02倍。求飞机受到的牵引力。倍。求飞机受到的牵引力。F合合= =F- -F阻阻= =F- - kmg = =ma a2lv2由由 v2v02 = =2al 得得 ： 由由 得得 F= = + + k

9、mg2lmv28 . 9100 . 502. 0103 . 5260100 . 53223N4108 . 1F方法二：方法二：解：对飞机解：对飞机 由动能定理有：由动能定理有：1 1、找对象、找对象(常是单个物体常是单个物体)3、确确定定各各力力做做功功2、受受力力分分析析lFFfFl- - kmgl = - -0 0mv21 12 24、运动情况分析运动情况分析5、建方程、建方程F= = + + kmg2lmv2 N4108 . 1 例例3：一质量为一质量为m、速度为速度为v0 的汽车在关闭发动的汽车在关闭发动机后于水平地面滑行了距离机后于水平地面滑行了距离l 后停了下来。试后停了下来。试求

10、汽车受到的阻力。求汽车受到的阻力。方法二：动能定理：方法二：动能定理：W合合= -= -F阻阻l = = 0 - -mv021 12 2方法一：牛顿运动定律：方法一：牛顿运动定律：由由 v2v02 = =2al 得得 a- -2lv02由由 得得 F阻阻= = 2lmv02F合合= = 0 - -F阻阻= = ma 由动能定理得由动能定理得F阻阻= =2lmv02启发：启发：此类问题，牛顿定律和动能定理都此类问题，牛顿定律和动能定理都 适用，但动能定理更简洁明了。适用，但动能定理更简洁明了。 (1)明确对象和过程；明确对象和过程；(通常是单个物体通常是单个物体)(2)做两方面的分析：做两方面的

11、分析： 受力分析受力分析(求各力的功及其正负，写出总功求各力的功及其正负，写出总功) 初、末状态分析初、末状态分析(写出初、末态的动能写出初、末态的动能)(3)由动能定理列方程求解：由动能定理列方程求解：22211122Wmvmv四、四、应用动能定理解题的一般步骤：应用动能定理解题的一般步骤：例例4：物体沿高物体沿高H的光滑斜面从顶端由静止下滑，的光滑斜面从顶端由静止下滑，求它滑到底端时的速度大小。求它滑到底端时的速度大小。解：由动能定理得解：由动能定理得 mgH= mv221v=gH2 若物体沿高若物体沿高H的光滑曲面从顶端由静止下的光滑曲面从顶端由静止下滑，结果如何？滑，结果如何？仍由动能定理得仍由动能定理得 mgH= mv221v=gH2注意：速度不一定相同注意：速度不一定相同若由若由H高处自由下落，结果如何呢？高处自由下落，结果如何呢？ 仍为仍为v=gH2H变式：变式：以质量为以质量为m的小球距地面高度为的小球距地面高度为H地方地方分别做以下运动：分别做以下运动：下抛下抛；平抛；平抛；斜抛。斜抛。已知抛出