动能和动能定理 课件-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第八章机械能守恒定律8.3动能和动能定理人教版（2019）授课人：学习目标和任务

1、知道动能的概念，会用动能的定义进行计算2、理解动能定理的含义，并会推导动能定理3、利用演绎推导得出动能定理的表达式，学习使用动能定理分析解决实际问题。

重点、难点

重点：

动能定理的推导及其应用。难点：

理解动能定理的意义且灵活的应用动能动理解决问题。

导入新课物体由于运动而具有的能叫动能。空中飞行的飞机和比赛中的赛车，谁的动能大呢？

任务一、探寻影响动能大小的因素

任务一、探寻影响动能大小的因素

活动一

让同一瓶水从不同高度释放，落到报纸上，观察报纸的破损程度

活动二

让装有不同质量的水从同一高度释放，观察报纸的破损程度

任务一、探寻影响动能大小的因素问题一、请你说说为什么的高速路上会限制不同车型的时速吗？

活动一

让同一瓶水从不同高度释放，落到报纸上，观察报纸的破损程度

活动二

让装有不同质量的水从同一高度释放，观察报纸的破损程度

【

活动一】

光滑水平面上，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，速度由v1增加到v2。试求这个过程中合外力做的功？【解析】根据牛顿第二定律有:

F＝ma

速度与位移的关系式：得：=ma×整理得： WF＝FlmmFV1V2

任务二、探寻

动能的表达式1、定义：物体由于运动而具有的能量，称为物体的动能。2、表达式：Ek=mv221

国际单位为焦耳（J）；

（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）

任务二、探寻

动能的表达式动能（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。3.对动能表达式的理解AＤCB物体的动能变化时，速度一定变化；速度变化时，动能不一定变化。

任务二、探寻

动能的表达式问题一、思考动能和速度有怎样的关系？（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，物体的运动状态一定,物体的动能一定，动能是反映物体本身运动状态的物理量。（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，不作说明一般都以地面为参考系研究物体的运动。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，鸟儿的动能就很大。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。鸟击落飞机

任务二、探寻

动能的表达式【

活动一】

算一算

2016年8月16日，我国成功发射首颗量子科学实验卫星“墨子号”，它的质量为631kg，某时刻它的速度大小为7.6km/s，此时它的动能是多少？

任务二、探寻

动能的表达式【活动一】粗糙水平面上，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，速度由v1增加到v2，已知阻力恒定为f，试求这个过程中合外力做的功？

【解析】根据牛顿第二定律有:

F-f＝ma速度与位移的关系式：得：=ma×整理得：W合＝(F-f)l

任务三、探寻

动能

和功的关系【活动二】粗糙水平面上，质量为m的物体，在与运动方向相同的变力的作用下发生一段位移l，速度由v1增加到v2，

试求这个过程中合外力做的功？

【解析

任务三、探寻

动能

和功的关系】

任务三、探寻

动能

和功的关系【活动三】

高空抛物，质量为m的物体以速度由v1

抛出，以v2落体，

试求这个过程中合外力做的功？微元法

每一小段直线代替曲线问题与思考WF=Fl

=

-mv1212mv2212W合=Fl-Ffl

=-mv1212mv2212通过以上三个例题，你发现功和动能之间有什么关系了吗？

任务三、探寻

动能

和功的关系1、

内容：外力对物体所做的总功等于物体动能的变化。外力的总功末状态动能初状态动能合外力做功。外力做功之和。动能变化和某一过程（始末状态）相对应。动能定理

任务三、探寻

动能

和功的关系合外力做做正功，则物体动能增加合外力做做负功，则物体动能减少1.恒力做功或变力做功；2.直线运动或曲线运动；3.单个物体或多个物体；4.一个过程或全过程。研究对象：在高中阶段，动能定理的研究对象一般是单个物体。且物体可视为质点；或物体有一定的形状，但上各点速度大小相等，计算动能时可看作质点。否则高中阶段无法确定物体的动能。（研究对象如果是物体系统，必须考虑内力做功）

任务三、探寻

动能

和功的关系“三同”：a、力对“物体”做功与“物体”动能变化中”物体”要相同，即

同一物体b、由于和中的s与v跟参考系的选取有关，应取

同一参考系c、物体做功的“过程”应与物体动能变化的“过程”一样，即

同一过程W合

=mv2221

－mv1221

=Ek2

－Ek1

=ΔEk

任务三、探寻

动能

和功的关系【问题一】一架喷气式飞机，质量m为7.0×104kg，起飞过程中从静止开始滑跑。当位移l达到2.5×103m时，速度达到起飞速度80m/s。在此过程中，飞机受到的平均阻力是飞机所受重力的1/50。g取10m/s2，求飞机平均牵引力的大小？F牵F阻lxov

任务四、

运用动能定理解决实际问题1确定对象2受力分析3分析运动情况4确定合力做功5建立方程【解析】

以飞机为研究对象，设飞机滑跑的方向为x轴正方向。飞机的初动能Ek1＝0，末动能，合力F做的功根据动能定理,有由于把数值代入后得到飞机平均牵引力的大小是1.04×105N。

任务四、

运用动能定理解决实际问题【问题二】人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实。设某次打夯符合以下模型：两人同时通过绳子对重物各施加一个力，力的大小均为320N，方向都与竖直方向成37°，重物离开地面30cm后人停止施力，最后重物自由下落把地面砸深2cm。已知重物的质量为50kg，g取10m/s2，cos37°＝0.8。求：（1）重物刚落地时的速度是多大？（2）重物对地面的平均冲击力是多大？

任务四、

运用动能定理解决实际问题ABCD【解析】（1）两根绳子对重物的合力F合＝2Fcos37°＝2×320×0.8N＝512N由A至E的过程中，应用动能定理可得（2）由E到F的过程中，应用动能定理可得重物落地时的速度大小为2.5ｍ/s，对地面的平均冲击力的大小为8.3×103ＮHBAmgT合mgCDEF

任务四、

运用动能定理解决实际问题应用动能定理解题的步骤：

任务四、

运用动能定理解决实际问题关键：1.正确计算物体所受外力做的总功；2.明确物体在运动过程中初、末状态的动能值。

总结：动能定理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。在处理物理问题时，应优先考虑应用动能定理。

任务四、

运用动能定理解决实际问题下抛v0

平抛v0上抛v0h【问题三】：这三个过程哪个过程中重力做功多呢？三个小球末速度的大小关系呢？（不计空气阻力）一样多！末速度大小相等！

任务四、

运用动能定理解决实际问题物块沿光滑曲面下滑v

物块沿光滑斜面下滑解：在物块下滑的过程中，受力如图，根据动能定理：mgNmgNv【问题四】：滑块到达水平面时的速度大小为多少？这两个过程中滑块到达水平面的速度相等吗？

任务四、

运用动能定理解决实际问题【问题五】把质量为0.5kg的石块从10m高处以与水平方向抛出，初速度大小是v0=5m/s。（不计空气阻力），求解石块落地时的速度大小。解题思路：动能定理解题思路：平抛运动恒力做功问题——恒力+曲线

任务四、

运用动能定理解决实际问题【变式】把质量为0.5kg的石块从10m高处以与水平方向成θ角斜向上抛出，初速度大小是v0=5m/s。（不计空气阻力）求解石块落地时的速度大小。问题：斜抛？新思路：动能定理！解：只有重力做功v0

任务四、

运用动能定理解决实际问题（2）石块落地时速度的大小与下列物理量有关（

）