第七节动能和动能定理ppt

第七节动能和动能定理ppt第1页，共31页，2023年，2月20日，星期一一、动能的概念物体由于运动而具有的能叫做动能第2页，共31页，2023年，2月20日，星期一思考物体的动能跟哪些因素有关？mmvv’mm’vv速度相同时，质量越大，物体的动能越大质量相同时，速度越大，物体的动能越大第3页，共31页，2023年，2月20日，星期一思考列车的动能如何变化？变化的原因是什么？磁悬浮列车在牵引力的作用下（不计阻力），速度逐渐增大第4页，共31页，2023年，2月20日，星期一二、动能的表达式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。第5页，共31页，2023年，2月20日，星期一二、动能的表达式第6页，共31页，2023年，2月20日，星期一二、动能的表达式

物体的动能等于物体的质量与物体速度的二次方的乘积的一半。•单位：J•标量第7页，共31页，2023年，2月20日，星期一类型一：质量为m的物体在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尝试找出功与动能之间的关系第8页，共31页，2023年，2月20日，星期一动能的表达式12Ek＝

mv2物体的质量物体的速度物体的动能1、物体的动能等于它的质量跟它的速度平方的乘积的一半2、动能是标量，单位是焦耳（J）第9页，共31页，2023年，2月20日，星期一动能定理W合＝Ek2－Ek1合力做的功末态的动能初态的动能W合=

-mv1212mv2212动能定理：合力对物体所做的功等于物体动能的变化。1、合力做正功，即W合＞０，Ek2＞Ek1，动能增大2、合力做负功，即W合＜０，Ek2＜Ek1，动能减小第10页，共31页，2023年，2月20日，星期一说明W合＝Ek2－Ek1过程量状态量状态量既适用于直线运动，也适用于曲线运动；既适用于恒力做功，也适用于变力做功；既适用于单个物体，也适用于多个物体；既适用于一个过程，也适用于整个过程。动能定理的适用范围：做功的过程伴随着能量的变化。第11页，共31页，2023年，2月20日，星期一动能定理:牛顿运动定律:课本例题1一架喷气式飞机，质量m=5.0×103kg，起飞过程中从静止开始滑跑。当位移达到l=5.3×102m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的0.02倍。求飞机受到的牵引力。F合=F-F阻=F-

kmg=ma②分别用牛顿运动定律和动能定理求解a＝2lv2由v2－v02

=2al得①由动能定理得由①②得F=

+

kmg2lmv2∴F=

+

kmg2lmv2W合=（F-F阻）l=（F-kmg）l=mv212第12页，共31页，2023年，2月20日，星期一课本例题2一质量为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后停了下来。试求汽车受到的阻力。动能定理：W合=

-F阻l=

0-mv0212牛顿运动定律：由v2－v02

=2al得①a＝-2lv02由①②得F阻=

2lmv02F合=

0-F阻=

ma②由动能定理得∴F阻=2lmv02分别用牛顿运动定律和动能定理求解第13页，共31页，2023年，2月20日，星期一例3.物体沿高H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.H解：由动能定理得mgH=mV2∴V=若物体沿高H的光滑曲面从顶端由静止下滑，结果如何？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？仍为V=第14页，共31页，2023年，2月20日，星期一例4.物体在恒定水平推力F的作用下沿粗糙水平面由静止开始运动，发生位移s1后即撤去力F，物体由运动一段距离后停止运动.整个过程的V–t图线如图所示.求推力F与阻力f的比值.Fs1s01234vt解法1.由动能定理得WF+Wf=0即：Fs1+（–fs）=0由V–t图线知s

：s1=4：1所以F：f=s：s1结果：F：f=4：1第15页，共31页，2023年，2月20日，星期一解法2.分段用动能定理Fs1s01234vt撤去F前，由动能定理得（F–f）s1=mV2VmV2撤去F后，由动能定理得–f(s–s1)=0–两式相加得Fs1+（–fs）=0由解法1知F：f=4：1解法3.牛顿定律结合匀变速直线运动规律第16页，共31页，2023年，2月20日，星期一例5.从离地面H高处落下一只质量为m的小球，小球在运动过程中所受到的空气阻力大小恒为f，而小球与地面相碰后，能以相同大小的速率反弹，则小球从释放开始，直至停止弹跳为止，所通过的总路程为_____第17页，共31页，2023年，2月20日，星期一例6.如图，质量为m=2kg的环套在光滑竖直的杆AB上，能无摩擦的上下滑动，现通过定滑轮用细绳以F=60N的恒力拉环，不计细绳与滑轮间的摩擦，若环在A点时速度为vA=3m/s，则环到达B点时的速度vB多大？W合=EkB–EkA以环为研究对象，环受重力、支持力、绳的拉力作用，其中杆的支持力对环不做功.由动能定理得：即：WF+WG=EkB–EkA∵滑轮右侧绳头位移s=2m，∴F对绳做的功W=Fs=120J由于绳的能量传输作用，∴绳对环做功WF=120J∴WF+（–mgh）=mvB2–mvA2代入数据得VB=7m/s第18页，共31页，2023年，2月20日，星期一动能定理练习第19页，共31页，2023年，2月20日，星期一1.一质量为1kg的物体被人用手由静止向上提升1m时,物体的速度为2m/s,取g=10m/s,下列说法正确的是:[]A.提升过程中手对物体做功12J;B.提升过程中合外力对物体做功12J;C.提升过程中手对物体做功2J;D.提升过程中物体克服重力做功10J.简析：由动能定理得W合=mv2

∴W合=2J其中W合=W手+（-mgh）∴W手=12J物体克服重力做功W克=mgh=10JAD或：Vt2=2as∴a=2m/s2

由牛顿第二定律得F–mg=ma∴F=m（g+a）=12NW手=Fh=12J第20页，共31页，2023年，2月20日，星期一2.速度为V的子弹恰可穿透一块固定的木板，如果子弹的速度为2V，子弹射穿木板时受的阻力视为不变，则可穿透同样的木板：[]A.2块B.3块C.4块D.1块由动能定理得：–fs=0–mV2–fns=0–m（2V）2n=4C第21页，共31页，2023年，2月20日，星期一3.质量为m的金属块，当初速度为V0时，在水平面上滑行的距离为s，如果将金属块的质量增加为2m，初速度增加到2V，在同一水平面上该金属块滑行的距离为[]A.sB.2sC.4sD.s/2简析：由动能定理得：原金属块

–µmgs=0–mV02∴s=∴当初速度加倍后，滑行的距离为4sC第22页，共31页，2023年，2月20日，星期一4.一质量为2kg的滑块，以4m/s的速度在光滑水平面上向左滑行，从某时刻起，在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间，滑块的速度变为向右，大小为4m/s，在这段时间里，水平力做的功为多大？简析：因始末动能相等，由动能定理知水平力做的功为0V0=4m/sV1=0V1=0Vt=-4m/sFFaas1s2物体的运动有往复，由Vt2–V02=2as知两个过程位移等大反向，物体回到了初始位置，位移为0，故此水平力做的功为0第23页，共31页，2023年，2月20日，星期一5.物体在水平恒力的作用下沿粗糙水平面运动，在物体的速度有0增为V的过程中，恒力做功为W1；在物体的速度有V增为2V的过程中，恒力做功为W2，求W1与W2的比值.W1=mV2W2=m(2V)2–mV2

W1:W2=1:3第24页，共31页，2023年，2月20日，星期一6.物体从高H处由静止自由落下，不计空气阻力，落至地面沙坑下h处停下，求物体在沙坑中受到的平均阻力是其重力的多少倍？HhmgmgF由动能定理得：WG+WF=0mg（H+h）–Fh=0F=mg第25页，共31页，2023年，2月20日，星期一s1s2L7.质量为m的物体从高h的斜面上由静止开始滑下，经过一段水平距离后停止.若斜面及水平面与物体间的动摩擦因数相同，整个过程中物体的水平位移为s，求证：µ=h/sBAhs物体从A到B过程，由动能定理得：WG+Wf=0mgh

–µmgcosθ•L–µmgs2=0mgh

–µmgs1

–µmgs2=0mgh

–µmgs=0∴µ=h/s第26页，共31页，2023年，2月20日，星期一8.用竖直向上30N的恒力F将地面上质量为m=2kg的物体由静止提升H=2m后即撤去力F，物体落地后陷入地面之下h=0.1m停下来.取g=10m/s2,不计空气阻力，求地面对物体的平均阻力大小.分析：对全程用动能定理得：FH+mgh–fh=0f=620N第27页，共31页，2023年，2月20日，星期一9.如图,光滑水平薄板中心有一个小孔,在孔内穿过一条质量不计的细绳,绳的一端系一小球,小球以O为圆心在板上做匀速圆周运动,半径为R,此时绳的拉力为F,若逐渐增大拉力至8F,小球仍以O为圆心做半径为0.5R的匀速圆周运动,则此过程中绳的拉力做的功为__________.F∵F=mV12/R8F=mV22/0.5R∴EK1=½mV12=½FREK2=½mV22=2FR∴W=EK2－EK1=1.5FR第28页，共31页，2023年，2月20日，星期一10.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的作用下，从平衡位置P很缓慢地移到Q点，则力F所做的功为：[]FPQA.mgLcosB.mgL（1–cos）C.FLsinD.FLcos简析：球在F方向的位移s=Lsins力F的功WF=Fs=FLsin?TT´mg很缓慢的含义：可认为时刻静止所受合力时刻为0任意过程ΔEk=0由平衡条件得：F=mgtan，故F为变力，WF=FLsin错误正确解答：本题中的变力功可