8.3 动能和动能定理 课件-高一下学期物理人教版（2019）必修第二册-1

8.3动能和动能定理复习回顾：1、重力做功的特点?2、重力势能的定义？重力势能的正负号表示什么？3、什么是重力势能的相对性和系统性？4、重力做功和重力势能之间的关系（功能关系之一）？5、弹性势能的定义和影响因素？6、弹力做功和弹性势能之间的关系（功能关系之一）？物体动能的变化和力对物体做的功密切相关。因此，研究物体的动能离不开对力做功的分析。问题探究1

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

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问题探究205.WF=Fl

=

-mv1212mv2212W合=Fl-Ffl

=-mv1212mv2212

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（1）公式中v是瞬时速度，对地速度；（2）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）一、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。（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。『判一判』(1)某物体的速度加倍，它的动能也加倍。(

)(2)速度大的物体动能也大。(

)(3)两质量相同的物体，动能相同，速度一定相同。(

)×××AB01.C

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1、合外力做功。2、外力做功之和。动能变化和某一过程（始末状态）相对应。W合=Ek2

－Ek1=ΔEk二、动能定理2、表达式3、对动能定理的理解：（1）合力对物体做的功的理解：动能定理公式两边的每一项都是标量，因此动能定理是一个标量方程。（2）标量性（3）对定理中“变化”一词的理解①W合＞0，Ek2__Ek1，△

Ek——0②W合＜0，Ek2__Ek1，△

Ek——0＞＞＜＜①.W合＝F合·lcosq②.W合＝W1+W2+…＝F1·l1+F2·l2+…cosqcosq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式如果所有外力作用的位移都相同时优先选用②式如果外力作用的位移不完全相同时，则用此方法③.W合=WAB+WBC+WCD……③式适合于全程是变力，分段是恒力情形W合

=mv2221

－mv1221

=Ek2

－Ek1=ΔEk4、动能定理的适用范围及条件：①既适用于恒力做功，也适用于变力做功.②既适用于直线运动，也适用于曲线运动。③既适用于单一运动过程，也适用于运动的全过程。④动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系.一般以地面为参考系.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，在涉及有关的力学问题，应优先考虑应用动能定理。5、做功的过程是能量转化的过程，动能定理表达式中的“=”的意义是一种因果联系的数值上相等的符号，它并不意味着“功就是动能增量”，也不意味着“功转变成了动能”，而是意味着“功引起物体动能的变化”。7、动能定理与牛顿定律解题的比较牛顿定律动能定理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适用条件只能研究恒力作用下物体做直线运动的情况对于物体在恒力或变力作用下，物体做直线运动或曲线运动均适用应用方法要考虑运动过程的每一个细节，结合运动学公式解题只考虑各力的做功情况及初、末状态的动能运算方法矢量运算代数运算两种思路对比可看出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。(1)动能定理的研究对象是单一物体，或者是可以看作单一物体的物体系统。(2)动能定理是求解物体的位移或速率的简捷公式。当题目涉及位移和速度而不涉及时间时可优先考虑动能定理；处理曲线运动中的速度问题时也要优先考虑动能定理。(3)若过程包含了几个运动性质不同的分过程，既可分段考虑也可整个过程考虑。但求功时，有些力不是全过程都做功，必须根据不同的情况分别对待求出总功。例3.下列关于运动物体的合外力做功和动能、速度变化的关系，正确的是(

)

CA.物体做变速运动，合外力一定不为零，动能一定变化B.若合外力对物体做功为零，则合外力一定为零C.物体的合外力做功，它的速度大小一定发生变化D.物体的动能不变，所受的合外力必定为零解析

物体做变速运动，合外力一定不为零，但是动能不一定变化，例如做匀速圆周运动的物体，A错误；若合外力对物体做功为零，则合外力不一定为零，例如做匀速圆周运动的物体，B错误；根据动能定理可知，物体的合外力做功，它的速度大小一定发生变化，C正确；物体的动能不变，所受的合外力不一定为零，例如做匀速圆周运动的物体，D错误.例4、(多选)一质量为0.1kg的小球，以5m/s的速度在光滑水平面上匀速运动，与竖直墙壁碰撞后以原速率反弹，若以弹回的速度方向为正方向，则小球碰撞过程中的速度变化和动能变化分别是(

)A．Δv＝10m/s

B．Δv＝0C．ΔEk＝1J

D．ΔEk＝0AD解析：因为速度是矢量，故Δv＝v2－v1＝5m/s－(－5m/s)＝10m/s。而动能是标量，初、末状态的速度大小相等，故动能相等，因此ΔEk＝0。选项A、D正确。

D

例6．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：平抛运动例7、如图所示，用与水平方向成37°的恒力F＝10N将质量为m＝1kg的物体由静止开始从A点拉到B点撤去力F，已知A、B间距L＝2m，物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.5。求撤去外力后物体还能滑行多远？解析：方法1：牛顿运动定律在A→B过程中，物体受力如图所示其中：FN＝mg－Fsinθ①Fcosθ－μFN＝ma1②前进L＝2m后，速度设为v，则v2＝2a1L③撤去外力后，则－μmg＝ma2④再前进位移设为x，则0－v2＝2a2x⑤解①②③④⑤式得x＝2.4m。方法2：动能定理对全程利用动能定理，其中过程一物体所受摩擦力Ff＝μ(mg－Fsin37°)＝2N则FLcos37°－FfL－μmgx＝0得x＝2.4m。答案：2.4m例8、一