8.3动能和动能定理高一物理高效互动课件（人教2019）

8.3动能和动能定理

高中物理必修二

第八章

机械能守恒定律

一、动能1、动能的概念：

物体由于运动而具有的能叫做动能。2、物体的动能的影响因素：质量相同时，速度越大，物体的动能越大。速度相同时，质量越大，物体的动能越大。

一、动能思考：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），速度逐渐增大一、动能3、外力做功：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(阻力不计），尝试用m、v表示力F的功。Fv1Fv2lGFN一、动能WG=mgh1-mgh2

对照可知必然是一种能量，而且是与物体的质量和速度相关的能量。就是我们探究的动能的表达式。W=-EK对照一、动能4、动能的表达式Ek＝

。其单位与功的单位相同，在国际单位制中为焦耳，符号为J。5、动能是标量，没有负值。6、动能是状态量，与物体的运动状态相对应。7、动能具有相对性，选取不同的参考系，物体的速度大小不同，动能也不同，一般以地面为参考系。二、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=

-mv1212mv22121、动能定理：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。合力做正功，即W合＞０，Ek2＞Ek1，动能增大合力做负功，即W合＜０，Ek2＜Ek1，动能减小位移与速度相对同一参考系---通常选地面二、动能定理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。（2）动能定理的适用范围：（1）做功的过程伴随着能量的变化。2、动能定理的理解：二、动能定理（3）如果合外力对物体做功，物体动能发生变化，速度一定发生变化；而速度变化动能不一定变化，比如做匀速圆周运动的物体速度方向时刻变化，但所受合外力对物体不做功。（4）物体受变力作用且做曲线运动时，可将运动过程分解成许多小段，认为物体在每小段运动中受到的都是恒力，运动的轨迹为直线，同样可推导出动能定理的表达式。三、动能定理的简单应用例1、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。分析

本题已知飞机滑跑过程的始、末速度，因而能够知道它在滑跑过程中增加的动能。根据动能定理，动能的增加等于牵引力做功和阻力做功的代数和。如图，在整个过程中，牵引力对飞机做正功、阻力做负功。由于飞机的位移和所受阻力已知，因而可以求得牵引力的大小。三、动能定理的简单应用解以飞机为研究对象，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。三、动能定理的简单应用3、应用动能定理解题的一般步骤：4、动能定理不涉及物体运动过程中的加速度和时间，只关注某过程的初、末状态，不需考虑过程细节，尤其是求多过程、瞬间过程更有优势！例2、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？三、动能定理的简单应用三、动能定理的简单应用W合=EkB–EkA解：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=120JWF+（–mgh）=

mvB2–

mvA2代入数据得VB=7m/s5、动能定理的优越性

牛顿运动定律动能定理适用条件只能研究物体在恒力作用下做直线运动的情况对于物体在恒力或变力作用下做直线运动或曲线运动的情况均适用应用方法要考虑运动过程的每一个细节只考虑各力的做功情况及初、末状态的动能三、动能定理的简单应用三、动能定理的简单应用运算方法矢量运算代数运算相同点确定研究对象，对物体进行受力分析和运动过程分析结论应用动能定理解题不涉及加速度、时间，不涉及矢量运算，运算简单，不易出错课堂练习1、下列关于动能定理的说法正确的是（

）A.合外力对物体做多少正功，动能就增加多少B.合外力对物体做多少负功，动能就增加多少C.合外力对物体做正功，动能也可能保持不变D.不管合外力对物体做多少正功，动能均保持不变A课堂练习2、一个人站在阳台上，从阳台边缘以相同的速率v0分别把三个质量相同的球竖直上抛、竖直下抛、水平抛出，不计空气阻力，则三个球落地时的动能（

）A.上抛球最大

B.下抛球最大C.平抛球最大

D.一样大D课堂练习3、如图所示，轨道由水平轨道AB和足够长斜面轨道BC平滑连接而成，斜面轨道BC与水平面间的夹角为θ＝37°。质量为m＝1kg的物块静止在距离B点x0＝8m的水平轨道上，物块与水平面和斜面间的动摩擦因数均为μ＝0.50。现在物块上作用一个大小F＝6N、方向水平向右的拉力，物块到达B点时撤去该拉力。sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2。求：(1)物块到达B点时的速度大小vB；(2)物块沿斜面上滑的最大距离xm。课堂练习解析：课堂练习4、2022年2月，北京冬奥会冰壶比赛在“冰立方”拉开帷幕，比赛场地如图所示。比赛时运动员在P点将静止的冰壶用力推出(作用时间极短，可忽略不计)，冰壶运动至营垒中的Q点刚好停下，P、Q两点之间的距离L＝40m。假设冰壶与冰面之间的动摩擦因数为0.02，冰壶的质量为20kg，g取10m/s2，则下列说法正确的是（

）A.运动员给冰壶的初速度为5m/sB.摩擦力的平均功率为6WC.整个过程中摩擦力对冰壶所做的