动能和动能定理课件

1、第四节 动能 动能定理,一 探究动能的表达式：,问题1：什么时动能？物体的动能和什么因素有关？,思考：一架飞机在牵引力作用下（不计阻力），在飞机跑道上加速运动，分析： （1）飞机的动能有没有变化？ （2）飞机动能变化的原因是什么？,问题2：设物体的质量为m，在与运动方向相同的 恒定外力F的作用下发生一段位移L，速度由v1增 加到v2，如图所示。试用牛顿运动定律和运动学 公式，推导出力F对物体做功的表达式。,一 探究动能的表达式：,F做功为：,牛顿第二定律：,一 探究动能的表达式：,1、动能：物体由于运动而具有的能量叫动能,3、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,4、物理意

2、义：描述运动状态的物理量， 动能是标量，且恒为正值，具有瞬时性,5 单位：焦耳( J ),例题,我国发射的第一颗人造地球卫星，质量为173 kg，轨道速度为7.2km/s,求它的动能是多少?,解：根据 得，,卫星动能：,例题：关于对动能的理解，下列说法是正确的 （ ）,A、动能是机械能的一种表现形式，凡是运动的 物体都具有动能,B、动能总是非负值,C、一定质量的物体，动能变化时，速度一定 变化；但速度变化时，动能不一定变化,D、动能不变的物体，一定处于平衡状态,A B C,问题探究3：,1一质为2kg的物体做自由落体运动，经过A点时的速度为10m/s，到达B点时的速度是20m/s，求: (1)

3、 经过A、B两点时的动能分别是多少? (2) 从A到B动能变化了多少? (3) 从A到B的过程中重力做了多少功? (4) 从A到B的过程中重力做功与动能的变化关系如何？,解（1）由 得,在A点时的动能为：,在B点时的动能为：,（2）从A到B动能的变化量为：,（4）相等。即,（3）由 得， AB过程重力做功为：,问题探究4： 质量为m的物体在水平方向上受到恒定的牵引力F和阻力f作用，经A处时的动能为 ，发生一段位移S后到达位置B时的动能 ，请利用牛顿定律及运动学公式试推导在这过程中，力对物体做功与物体动能的变化关系。,外力对物体做的总功为：,解：f做功为：,F做功为：,由 得：,动能定理,1 内

4、容：合力所做的功等于物体动能的变化,曲线运动或直线运动,单个物体或几个物体,一个过程或全过程,注意点:“=”是数值上相等,而不是就是,做功引起能的变化,对于功与能的关系，下列说法中正确的是（ ） A、功就是能，能就是功 B、功可以变成能，能可以变成功 C、做功的过程就是能量转化的过程 D、功是能量的量度,C,例：某同学从高为h 处以速度v0 水平投出一个质量为m 的铅球,求铅球落地时速度大小。,分析与解：铅球在空中运动时只有重力做功，动能增加。设铅球的末速度为v，根据动能定理有,化简得 2 g h= v 2-v02,应用动能定理解题的一般步骤：,确定研究对象，画出草图； 分析物体的受力情况，分

5、析各力做功的情况； 确定物体的初、末状态；明确初、末状态的动能 列式求解； 对结果进行分析讨论。,例:一架喷气式飞机，质量m =5103kg，起飞过程中从静止开始滑跑的路程为s =5.3102m时，达到起飞的速度 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（k=0.02），求飞机受到的牵引力。,解法一：飞机受到重力G、支持力N、牵引力F 和阻力f 作用，这四个力做的功分别为WG=0，WN=0，WF=Fs，Wf=-kmgs.,据动能定理得：,代入数据得：,v0=0m/s,v=60m/s,s=5.3102m,动能定理与牛顿第二定律的区别,牛顿第二定律是矢量式，反映的是力与

6、加速度的瞬时关系； 动能定理是标量式，反映做功过程中功与始末状态动能增量的关系。,动能定理不涉及物体运动过程中的加速度和时间，因此用它处理问题有时很方便。,小结： 一、动能 1、定义：物体由于运动而具有的能量叫做 动能 2、表达式：EK = 1/2MV2 二、动能定理 1、内容：合力所做的功等于物体动能的变化 2、表达式：W=1/2MV22-1/2MV12,一人用平均100牛的力把2Kg足球以10m/s踢出,水平飞出100米,求此人对球做功,练习1,一辆质量m、速度为vo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。,练习2,应用动能定理解题步骤：,动能定理的表达式

7、是个标量方程，一般以地面为参考系，凡是与位移相关的质点动力学问题，一般都可以应用动能定理求解。应用动定理解题的一般步聚： 选择研究对象，进行受力分析； 分析各力做功的情况； 确定研究过程（有时有几个过程）的初、末态； 根据动能定理列方程求解。,例1,质量为m=3kg的物体与水平地面之间的动摩擦因数=0.2，在水平恒力F=9N作用下起动，如图所示。当m位移s1=8m时撤去推力F，试问：还能滑多远？(g取10m/s2),分析：物体m所受重力G、支持力N、推力F、滑动摩擦力f均为恒力，因此物体做匀加速直线运动；撤去F后，物体做匀减速直线运动因此，可用牛顿定律和匀变速直线运动规律求解 物体在动力F和阻

8、力f作用下运动时，G和N不做功，F做正功，f做负功，因此，也可以用动能定理求解,解法一：用牛顿定律和匀变速运动规律，对撤去F推力前、后物体运动的加速度分别为,m在匀加速运动阶段的末速度为,将上两式相加，得,答：撤去动力F后，物体m还能滑4m远,可否对全程运用动能定理？,练习1：,质量为m的物体从以速度v0竖直向上抛出，物体落回地面时，速度大小为3v0/4。（设物体在运动中所受空气阻力大小不变），求： （1）物体运动过程中所受空气阻力的大小。 （2）物体以初速度2v0竖直向上抛出时，上升的最大高度。如物体与地面碰撞过程中无能量损失，求物体运动的总路程。,练习2：,如图所示，斜面的倾角为，质量为m

9、的滑块距挡板P为s0，滑块以初速度v0沿斜面上滑，滑块与斜面间的动摩擦因数为。滑块所受摩擦力小于滑块沿斜面的下滑力。若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失，求滑块经过的路程。,某消防队员从一平台上跳下，下落2m后双脚触地，接着他用双腿弯屈的方法缓冲，使自身重心又下降了05m，在着地过程中地面对他双脚的平均作用力估计为自身所受重力的 A2倍 B5倍 C8倍 D10倍,答案:B,练习3,例2：,一质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂于天花板上，小球在水平力F的作用下，从平衡位置P点缓慢地移到Q点，此时绳子转过了角，如图所示，则F做的功为（ ） AmgLcos BmgL(1cos) CFLsin DFL,

10、答案：B,例3,一个质量为2kg的物体静止在水平面上，一个水平恒力F推动物体运动了10s钟，然后撤去推力F，物体又滑行了5s才停下来，物体运动的vt图像如图所示，则推力F做的功和摩擦力在后5s内做的功分别为多少？,答案：2700J,例5：,如图所示，在一块水平放置的光滑板面中心开一小孔O，穿过一根细绳，细绳的一端用力F的向下拉，另一端系一小球，并使小球在板面上以半径r做匀速圆周运动。现开始缓慢地增大拉力F，使小球的运动半径逐渐减小，若已知拉力变为8F时，小球的运动半径恰好减为r/2，求在此过程中，绳子的拉力对小球所做的功。,答案 ：3Fr/2,例6：,一个物体以初速度Vol0m/s自斜面底端向上滑行，如图所示，到达斜面顶端时恰好静止，随后物体向下滑行返回底端时的速度为5m/s，求斜面的高度是多少?若该斜面的倾角30，则物体与斜面间的动摩擦因数是多少?(取glOms2),例7：,如图所示，一个小滑块质量为m，在倾角37的斜面上从高为h25cm处由静止开始下滑，滑到斜面底端时与挡板P发生弹性碰撞后又沿斜面上滑，若滑块与斜面之间的动摩擦因数0.25，求滑块在斜面上运动的总路程,谢 谢!,学习目标,（一）知识与技能 1、掌握动能的表达式。 2、掌握