2020高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 第7節(jié) 動(dòng)能和動(dòng)能定理課件 新人教版必修2

第七章,機(jī)械能守恒定律,第七節(jié)動(dòng)能和動(dòng)能定理,素養(yǎng)目標(biāo)定位,素養(yǎng)思維脈絡(luò),課前預(yù)習(xí)反饋,1定義：物體由于_而具有的能叫動(dòng)能。2表達(dá)式：ek_3單位：與功的單位相同，國(guó)際單位_1kgm2/s21nm1j4標(biāo)矢性動(dòng)能是_，只有大小，并且是狀態(tài)量。,知識(shí)點(diǎn)1,動(dòng)能,運(yùn)動(dòng),焦耳(j),標(biāo)量,知識(shí)點(diǎn)2,動(dòng)能定理,動(dòng)能,初動(dòng)能,末動(dòng)能,合外力,代數(shù)和,3適用范圍動(dòng)能定理的研究對(duì)象是單個(gè)物體，或者是可以看成單一物體的物體系。(1)動(dòng)能定理既適用于恒力做功，也適用于_做功。(2)動(dòng)能定理既適用于直線運(yùn)動(dòng)，也適用于_運(yùn)動(dòng)。4功能關(guān)系(1)合力做正功，物體動(dòng)能_，其他形式的能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。(2)合力做負(fù)功，物體動(dòng)能_，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。,變力,曲線,增加,減少,判一判(1)動(dòng)能是狀態(tài)量，是標(biāo)量，只有正值，動(dòng)能與速度方向無(wú)關(guān)。()(2)由于速度具有相對(duì)性，所以動(dòng)能也具有相對(duì)性。()(3)動(dòng)能定理既適用于直線運(yùn)動(dòng)和曲線運(yùn)動(dòng)，也適用于恒力和變力做功。()(4)如果物體所受的合外力為零，那么，物體動(dòng)能的變化量一定為零。()(5)物體在合外力作用下做變速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能一定變化。(),辨析思考,選一選如圖，某同學(xué)用繩子拉動(dòng)木箱，使它從靜止開(kāi)始沿粗糙水平路面運(yùn)動(dòng)至具有某一速度。木箱獲得的動(dòng)能一定()a小于拉力所做的功b等于拉力所做的功c等于克服摩擦力所做的功d大于克服摩擦力所做的功解析：a對(duì)、b錯(cuò)：由題意知，w拉w阻ek，則w拉ek；c、d錯(cuò)：w阻與ek的大小關(guān)系不確定。,a,想一想質(zhì)量為m50kg的滑雪運(yùn)動(dòng)員，以初速度v04m/s從高度為h10m的彎曲滑道頂端a滑下，滑雪運(yùn)動(dòng)員在從a到b這段滑行過(guò)程中克服阻力做了2900j的功，則運(yùn)動(dòng)員滑到斜面底端b時(shí)的速度是多少？(g取10m/s2)答案：10m/s,課內(nèi)互動(dòng)探究,探究一對(duì)動(dòng)能、動(dòng)能定理的理解,如圖所示，讓鋼球從斜面上由靜止?jié)L下，打到一個(gè)小木塊上，能將木塊撞出一段距離。提高小球的初始高度h，小球滾下撞擊木塊的速度變大，木塊就會(huì)被撞的遠(yuǎn)些，說(shuō)明功與速度變化有著密切聯(lián)系。請(qǐng)思考：功與速度變化(動(dòng)能)有什么關(guān)系？提示：合外力所做的功等于物體動(dòng)能的增量。,1,1動(dòng)能的“四性”(1)相對(duì)性：選取不同的參考系，物體的速度不同，動(dòng)能也不同，一般以地面為參考系。(2)狀態(tài)性：動(dòng)能是表征物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量，與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(或某一時(shí)刻的速度)相對(duì)應(yīng)。(3)標(biāo)量性：只有大小，沒(méi)有方向；只有正值，沒(méi)有負(fù)值。(4)瞬時(shí)性：動(dòng)能具有瞬時(shí)性，與某一時(shí)刻或某一位置的速率相對(duì)應(yīng)。,2對(duì)動(dòng)能定理的理解(1)表達(dá)式的理解公式wek2ek1中w是合外力做的功，不是某個(gè)力做的功，w可能是正功，也可能是負(fù)功。ek2、ek1分別是末動(dòng)能和初動(dòng)能，ek2可能大于ek1，也可能小于ek1。(2)w的求法動(dòng)能定理中的w表示的是合外力的功，可以應(yīng)用wf合lcos(僅適用于恒定的合外力)計(jì)算，還可以先求各個(gè)力的功再求其代數(shù)和，ww1w2wn。,(3)動(dòng)能定理公式中等號(hào)的意義數(shù)量關(guān)系：即合外力所做的功與物體動(dòng)能的變化具有等量代換關(guān)系。可以通過(guò)計(jì)算物體動(dòng)能的變化，求合力的功，進(jìn)而求得某一力的功。單位相同：國(guó)際單位都是焦耳。因果關(guān)系：合外力的功是物體動(dòng)能變化的原因。(4)適用范圍動(dòng)能定理應(yīng)用廣泛，直線運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)、恒力做功、變力做功、同時(shí)做功、分段做功等各種情況均適用。,特別提醒：(1)動(dòng)能定理說(shuō)明了外力對(duì)物體所做的總功和動(dòng)能變化間的一種因果關(guān)系和數(shù)量關(guān)系，不可理解為功轉(zhuǎn)變成了物體的動(dòng)能，而是意味著“功引起物體動(dòng)能的變化”，即物體動(dòng)能的變化是通過(guò)外力做功的過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。(2)動(dòng)能定理中的位移和速度必須是相對(duì)于同一個(gè)參考系的，一般以地面或相對(duì)地面靜止的物體為參考系。,(多選)如圖所示，電梯質(zhì)量為m，在它的水平地板上放置一質(zhì)量為m的物體。電梯在鋼索的拉力作用下豎直向上加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)電梯的速度由v1增加到v2時(shí)，上升高度為h，則在這個(gè)過(guò)程中，下列說(shuō)法或表達(dá)式正確的是(),cd,典例1,解題指導(dǎo)：(1)應(yīng)用動(dòng)能定理時(shí)，要進(jìn)行受力分析，分析在這個(gè)過(guò)程中有哪些力做功，注意區(qū)分功的正負(fù)。(2)應(yīng)用動(dòng)能定理時(shí)要注意選取的研究對(duì)象和對(duì)應(yīng)過(guò)程，合力做的功和動(dòng)能增量一定是對(duì)應(yīng)同一研究對(duì)象的同一過(guò)程。,對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1下列關(guān)于運(yùn)動(dòng)物體的合外力做功和動(dòng)能、速度變化的關(guān)系，正確的是()a物體做變速運(yùn)動(dòng)，合外力一定不為零，動(dòng)能一定變化b若合外力對(duì)物體做功為零，則合外力一定為零c物體的合外力做功，它的速度大小一定發(fā)生變化d物體的動(dòng)能不變，所受的合外力必定為零解析：力是改變物體速度的原因，物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，合外力一定不為零，但合外力不為零時(shí)，做功可能為零，動(dòng)能可能不變，a、b錯(cuò)誤。物體合外力做功，它的動(dòng)能一定變化，速度也一定變化，c正確。物體的動(dòng)能不變，所受合外力做功一定為零，但合外力不一定為零，d錯(cuò)誤。,c,探究二動(dòng)能定理的應(yīng)用,如圖所示，質(zhì)量為m的小球以初速度v0從山坡底部a處恰好沖上高為h的坡頂b，請(qǐng)思考：(1)小球運(yùn)動(dòng)中哪些力做了功？(2)如何求得小球克服阻力做的功？,2,2動(dòng)能定理與牛頓定律解題的比較兩種思路對(duì)比可看出應(yīng)用動(dòng)能定理解題不涉及加速度、時(shí)間，不涉及矢量運(yùn)算，運(yùn)算簡(jiǎn)單，不易出錯(cuò)。,特別提醒：(1)動(dòng)能定理的研究對(duì)象是單一物體，或者是可以看作一物體的物體系統(tǒng)。(2)動(dòng)能定理是求解物體的位移或速率的簡(jiǎn)捷公式。當(dāng)題目涉及位移和速度而不涉及時(shí)間時(shí)可優(yōu)先考慮動(dòng)能定理；處理曲線運(yùn)動(dòng)中的速度問(wèn)題時(shí)也要優(yōu)先考慮動(dòng)能定理。(3)若過(guò)程包含了幾個(gè)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)不同的分過(guò)程，既可分段考慮也可整個(gè)過(guò)程考慮。但求功時(shí)，有些力不是全過(guò)程都做功，必須根據(jù)不同的情況分別對(duì)待求出總功。,如圖所示，小滑塊從高為h的斜面上的a點(diǎn)，由靜止開(kāi)始滑下，經(jīng)b點(diǎn)在水平面上滑到c點(diǎn)而停止，現(xiàn)在要使小滑塊由c點(diǎn)沿原路徑回到a點(diǎn)時(shí)速度為0，那么必須給小滑塊以多大的初速度？(設(shè)小滑塊經(jīng)過(guò)b點(diǎn)時(shí)無(wú)能量損失),典例2,解題指導(dǎo)：(1)動(dòng)能定理反映了合力做功與初、末狀態(tài)動(dòng)能變化量之間的關(guān)系，初、末動(dòng)能與初、末速度對(duì)應(yīng)。(2)對(duì)全過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理求解。,對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2(2019浙江溫州九校高一下學(xué)期期中)如圖，小飛用手托著質(zhì)量為m的“地球儀”，從靜止開(kāi)始沿水平方向運(yùn)動(dòng)，前進(jìn)距離l后，速度為v(地球儀與手始終相對(duì)靜止，空氣阻力不可忽略)，地球儀與手掌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，則下列說(shuō)法正確的是()a手對(duì)地球儀的作用力方向豎直向上b地球儀所受摩擦力大小為mgc手對(duì)地球儀做的功等于mv2/2d地球儀對(duì)手做正功,c,核心素養(yǎng)提升,1在涉及物體能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，有許多圖像類問(wèn)題，重點(diǎn)考查動(dòng)能定理和識(shí)圖能力。2分析方法：(1)看清圖像的種類，區(qū)分vt圖像、ft圖像、pt圖像、ekx圖像等。(2)找出縱坐標(biāo)與橫坐標(biāo)的關(guān)系。(3)明確圖像的斜率、截距、交點(diǎn)、面積等對(duì)應(yīng)的物理意義。,動(dòng)能定理與圖像結(jié)合的分析方法,在粗糙的水平面上給滑塊一定的初速度，