《動(dòng)能與動(dòng)能定理》PPT課件.pptx

動(dòng)能與動(dòng)能定理 做功是由一種形式的能量轉(zhuǎn)換成另一種能量 設(shè)質(zhì)量為m的某物體 在與運(yùn)動(dòng)方向總相同的恒力F的作用下發(fā)生一段位移l 速度由v1增加到v2 如圖所示 試尋求這個(gè)過(guò)程中力F做的功與v1 v2的關(guān)系 這個(gè)過(guò)程中力F做功W FI 一探究動(dòng)能的表達(dá)式 F做功為 牛頓第二定律 把F L的表達(dá)式帶入W FL 可得F做的功 22 12 2a 代表動(dòng)能 當(dāng) 1 0時(shí) 初速度為0 12 22 木塊所做的功轉(zhuǎn)換成了動(dòng)能 一探究動(dòng)能的表達(dá)式 1 動(dòng)能 物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫動(dòng)能 3 物體的動(dòng)能等于物體的質(zhì)量與物體速度的二次方的乘積的一半 4 物理意義 描述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量 動(dòng)能是標(biāo)量 且恒為正值 具有瞬時(shí)性 5單位 焦耳 J 2公式 12m 2 例題 我國(guó)發(fā)射的第一顆人造地球衛(wèi)星 質(zhì)量為173kg 軌道速度為7 2km s 求它的動(dòng)能是多少 解 根據(jù)得 衛(wèi)星動(dòng)能 結(jié)果與思考 初態(tài)和末態(tài)的表達(dá)式均為 mv2 2 這個(gè) mv2 2 代表什么 W mv22 mv12 末態(tài) 初態(tài) m為物體的質(zhì)量 v為物體的瞬時(shí)速度 單位 焦耳 J Ek mv2 二 動(dòng)能 動(dòng)能定理 1內(nèi)容 合力所做的功等于物體動(dòng)能的變化 曲線運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng) 單個(gè)物體或幾個(gè)物體 一個(gè)過(guò)程或全過(guò)程 注意點(diǎn) 是數(shù)值上相等 而不是就是 做功引起能的變化 小結(jié) 一 動(dòng)能1 定義 物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫做動(dòng)能2 表達(dá)式 EK 1 2 M V2二 動(dòng)能定理1 內(nèi)容 合力所做的功等于物體動(dòng)能的變化2 表達(dá)式 W 1 2 M V22 1 2 M V12 我們對(duì)動(dòng)能的表達(dá)式Ek mv2 2的理解 1 動(dòng)能是標(biāo)量 且只有正值 動(dòng)能只與物體的速度大小有關(guān) 與速度方向無(wú)關(guān) 2 動(dòng)能是狀態(tài)量 V是瞬時(shí)速度 在某一時(shí)刻 物體具有一定的速度 也就具有一定的動(dòng)能 3 動(dòng)能具有相對(duì)性 對(duì)不同的參考系 物體速度有不同的瞬時(shí)值 也就具有不同的動(dòng)能 一般都以地面為參考系研究物體的運(yùn)動(dòng) 我們知道 運(yùn)動(dòng)是相對(duì)的 當(dāng)鳥(niǎo)兒與飛機(jī)相對(duì)而行時(shí) 雖然鳥(niǎo)兒的速度不是很大 但是飛機(jī)的飛行速度很大 這樣對(duì)于飛機(jī)來(lái)說(shuō) 鳥(niǎo)兒的速度就很大 速度越大 撞擊的力量就越大 比如一只0 45千克的鳥(niǎo) 撞在速度為每小時(shí)80千米的飛機(jī)上時(shí) 就會(huì)產(chǎn)生1500牛頓的力 要是撞在速度為每小時(shí)960千米的飛機(jī)上 那就要產(chǎn)生21 6萬(wàn)牛頓的力 如果是一只1 8千克的鳥(niǎo)撞在速度為每小時(shí)700千米的飛機(jī)上 產(chǎn)生的沖擊力比炮彈的沖擊力還要大 所以渾身是肉的鳥(niǎo)兒也能變成擊落飛機(jī)的 炮彈 1962年11月 赫赫有名的 子爵號(hào) 飛機(jī)正在美國(guó)馬里蘭州伊利奧特市上空平穩(wěn)地飛行 突然一聲巨響 飛機(jī)從高空栽了下來(lái) 事后發(fā)現(xiàn)釀成這場(chǎng)空中悲劇的罪魁就是一只在空中慢慢翱翔的天鵝 鳥(niǎo)擊落飛機(jī) 對(duì)動(dòng)能相對(duì)性的理解 鳥(niǎo)本身速度不快 質(zhì)量也不大 但相對(duì)于飛機(jī)來(lái)說(shuō) 由于飛機(jī)速度很快 所以它們相互靠近的速度很快 因此 鳥(niǎo)相對(duì)飛機(jī)的速度很快 具有很大的相對(duì)動(dòng)能 當(dāng)兩者相撞時(shí) 會(huì)造成嚴(yán)重的空難事故 W Ek2 Ek1 Ek 力在一個(gè)過(guò)程中對(duì)物體所做的功 等于物體在這個(gè)過(guò)程中動(dòng)能的變化 W mv22 mv12 三 動(dòng)能定理 動(dòng)能是標(biāo)量 只有正值 但 Ek有正負(fù)之分 當(dāng)外力做正功時(shí) W 0 故 Ek 0 即Ek2 Ek1動(dòng)能增加 當(dāng)外力做負(fù)功時(shí) W 0 故 Ek 0 即Ek2 Ek1動(dòng)能減少 思考與討論 二 動(dòng)能定理是否可以應(yīng)用于變力做功或物體做曲線運(yùn)動(dòng)的情況 該怎樣理解 把過(guò)程分解為很多小段 認(rèn)為物體在每小段運(yùn)動(dòng)中受到的力是恒力 運(yùn)動(dòng)的軌跡是直線 這樣也能得到動(dòng)能定理 對(duì)動(dòng)能定理的理解 1 當(dāng)外力做正功時(shí) W 0 故Ek2 Ek1 即動(dòng)能增加當(dāng)外力做負(fù)功時(shí) W 0 故Ek2 Ek1 即動(dòng)能減少2 對(duì)狀態(tài)與過(guò)程關(guān)系的理解功是伴隨一個(gè)物理過(guò)程而產(chǎn)生的 是過(guò)程量 而動(dòng)能是狀態(tài)量 動(dòng)能定理表示了過(guò)程量等于狀態(tài)量的改變量的關(guān)系 3 適用范圍 既適用于恒力做功 也適用于變力做功 既適用于直線運(yùn)動(dòng) 也適用于曲線運(yùn)動(dòng) 應(yīng)用動(dòng)能定理解題一般步驟 尤其是變力功 曲線運(yùn)動(dòng) 1 明確對(duì)象和過(guò)程 通常是單個(gè)物體 2 作二分析 受力分析 確定各力做功及其正負(fù) 確定初 末速度 明確初末狀態(tài)的動(dòng)能3 由動(dòng)能定理列方程 W合 mv22 2 mv12 2 例 一架?chē)姎馐斤w機(jī) 質(zhì)量m 5 103kg 起飛過(guò)程中從靜止開(kāi)始滑跑的路程為s 5 3 102m時(shí) 達(dá)到起飛的速度v 60m s 在此過(guò)程中飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)重量的0 02倍 k 0 02 求飛機(jī)受到的牽引力 v0 0m s v 60m s s 5 3 102m 滾動(dòng)摩擦力 滾動(dòng)摩擦系數(shù)X正壓力 k為滾動(dòng)摩擦系數(shù)重力G為正壓力 例1 一架?chē)姎馐斤w機(jī) 質(zhì)量 起飛過(guò)程中從靜止開(kāi)始滑跑的路程為時(shí) 達(dá)到起飛速度 在此過(guò)程中飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)重量的0 02倍 k 0 02 求飛機(jī)受到的牽引力F 應(yīng)用1 恒力 直線運(yùn)動(dòng) 解 對(duì)飛機(jī)由動(dòng)能定理有 啟發(fā) 此類問(wèn)題 牛頓定律和動(dòng)能定理都適用 但動(dòng)能定理更簡(jiǎn)潔明了