動能和動能定理7

1、動能和動能定理、要求與目標:1、理解動能的的概念，會用動能的定義進行計算。2、理解動能定理，知道動能定理的適用條件，會用動能定理進行計算。3、理解動能定理的推導過程。4、會用動能定理解決力學問題，知道用動能定理解題的步驟。二、重點與難點：1、動能的概念；動能定理及其應用。2 、對動能定理的理解。三教學過程：（一）請同學們欣賞幾個課件，這些課件有什么共同特點呢？學生的回答是：這些物體均在運動，哪這些物體具有能嗎？歸納：我們把這些運動物體具有的能叫物體的“動能”哪么物體的動能與哪些因素有關呢？例題1、如圖有一質量為 m的物體放在粗糙的水平面上， 物體在運動過程中受到的摩擦力 為f,當物體受到恒力

2、F （ F f）作用從速度 Vo增加到V時，物體運動合力做功為多大？解：物體運動中的加速度為：a = F f 由運動學公式得到 V2 =V02 2asm代入得到：V-V。2-2 fsm1 2 1 2 整理得到：一 mVmV。= （F - f ）s2 21 2我們將：一mV2=Ek，叫物體的動能。（F -f）s=W合，叫合外力做功。21 2（二）、認識動能：EK=mV動能不僅與物體的質量有關，還與物體的速度平方有關；它是一個標量，僅有大小而沒有方向。如一個物體以4m/s速度從A點運動過后又以 4m/s的速度返回A點，兩次過A點時物體的動能大小相等。2 2動能的單位是：“ J” 有：1kg.m/s

3、=1J例題1、改變汽車的質量和速度，都能使汽車的動能發(fā)生改變，在下列情況下，汽車的動能各是原來的幾倍。A、質量不變，速度增大為原來的2倍；B速度不變，質量增大為原來的2倍；C質量減半，速度增大到原來的4倍；D速度減半，質量增大到原來的4倍。（三）動能定理：1 2 1 21、在物理上我們將 一mV2 -一 mV。2 =（F - f）s叫動能定理，它反映的是物體合外力做2 2功與物體動能變化量之間的關系。當合外力做正功時，末動能大于初動能，其動能增加。當合外力做負功時，末動能小于初動能，其動能減小。當合外力做功等于零時，物體的動能不變。例題：一物體做變速運動時，下列說法正確的是（BD ）A 合外力

4、一定對物體做功，使物體動能改變B .物體所受合外力一定不為零C.合外力一定對物體做功，但物體動能可能不變D .物體加速度一定不為零一 1 2 1 22、理解：（1 ）動能的變化量： Ek= mVmVo2 2僅決定于初末位置，與過程無關.。（2）合外力做功：W合=F合S例題：如圖所示，質量為 m的物體受到與水平方向成 0的恒力F作用下從靜止開始運動,物體在運動過程中受到的阻力恒為f，當物體運動 S位移時，其運動的速度為多大？S解：先對物體受力分析，然后求出物體的合外力，W合=（Fcos0 f） S ，再運用動能1 2定理：（Fcos-f）S mv 求出相應的速度v值.2（情況二）:當物體受到的合

5、外力在確定的過程中變化時，則只能將力分開求。 即先對物體進行受力分析，然后求出每個力分別做的功，再根據功是標量，確定力做的是正功還是負功。即 W 合=W1+W2+W3+例題：在粗糙的水平面上， 質量為m的物體受到的阻力恒為 f,物體從靜止開始受恒力 F作 用下運動，當物體運動 S位移時撤去F，問物體在這個水平面上最多還能運動多遠？fFfFSr丿S1?、7r %k解：在起始到結束的過程中，由于力F僅作用了一段距離，所以若用 W合=F合S顯然不能求出其合外力，應該先求出F和f各自做的功，特別要注意是做正功還是做負功。-W 合=Wf Wf=FS f （ S+S1）1 2 1 2運用動能定理 W合mv

6、mvo2 2（F f）得到SiS四：動能定理的應用：從剛才解題的過程中可以看出，在應用動能定理時一定要明確對“誰”用動能定理。 對“哪個物體”和“哪個過程”，這一點是我們物理學解題的基本思路，所以運用動能定理解題時，我們要注意兩點： 明確研究對象（對誰運用動能定理） 明確研究過程（對哪個過程運用動能定理）只有明確了這兩步，我們才能放心地去運用動能定理解題了。例題1、一架噴氣式飛機，質量 m=5.0 x 103kg，起飛過程中從靜止開始滑跑的路程為 S=5.3 x 102m，達到起飛速度 V=60m/s，在此過程中飛機受到的平均阻力是收音機重力的0.02倍（K=0.02 ），求收音機受到的牽引力

7、 F。分析：研究對象：飛機研究過程：從靜止t起飛（V=60m/s ）1 2 1 2適用公式：動能定理：W合mvmv01 2具體表達：（F - f） Smv22得到牽引力：F =列 kmg=1.8 104N2S詳細書寫板書過程，要有：文字說明，原始公式，重要的演算過程及數據代入，最后不 能忘了單位。例題2:有一長為L的木塊，質量為 M,靜止地放在光滑的水平面上，現有一質量為m的子彈（可視為質點）以初速度vo入射木塊，若在子彈穿出木塊的過程中，木塊發(fā)生的位移為S,求子彈射出木塊后，木塊和子彈的速度分別為多大？（設子彈在木塊中受到的阻力 恒為f）分析：（1）研究對象：子彈研究過程：從子彈開始入射木塊

8、（vo）到子彈射出木塊（v）時為止一 1 2 1 2 應用動能定理： W合mvmv。2 21 2 1 2 具體代入：-f （S L） mvmv0可以求出相應的v值。（2 ）研究對象：木塊研究過程：從子彈開始入射木塊（0）到子彈射出木塊（V）時為止1 2 1 2應用動能定理：W合mVmV01 2具體代入：fS MV2可以求出相應的V值。2、動能定理不僅適用于恒力做功，而且還適用于變力做功或瞬時力做功。例題：如圖所示，質量為 m的物體用細繩經過光滑小孔牽引在光滑水平面上做勻速圓周 運動，拉力為某個值 F時，轉動半徑為 R，當拉力逐漸減小到了 F/4時，物體仍做勻速圓周 運動，半徑為2R，則外力對物

9、體所做的功為多大？研究的對象是:物體研究的過程是:從小球半徑為R到小球半徑為2R。適用的公式是:1 2 W合mv1 2 mvo22分析，這個外力使物體從半徑為 R變?yōu)?R,但我們可以看出其力 F是一個變力，所以這是一個變力做功的問題。2 mvo 當物體在F力作用下其勻速圓周運動的半徑為R時，有F 0R1 2 1得到：一 mv：FR2 221 mv 同理當物體在F/4力作用下其勻速圓周運動的半徑為2R時，有一F二4 2R1 2 1得到：一 mv2FR2412 12 111代入：外力F做功為 W= W合mvmv0 = FR FR FR22244練習:練習：如圖，在水平恒力F作用下，物體沿光滑曲面從高為h1的A處運動到高為h2的B處,若在A處的速度為vA，B處速度為Vb,則AB的水平距離為多大?S 圖3解:可先讓學生用牛頓定律考慮，遇到困難后，再指導使用動能定理。A到B過程中，物體受水平恒力F，支持力N和重力mg的作用。三個力做功分別為Fs, 0和-mg(h2-hi),所以動能定理寫為：Fsipg(ha-hl)=-m(vDa - vDa)解得尸負楓-切)+扣J從此例可以看出，以我們現在的知識水平，牛頓定律無能為力的問題，動能定理可以 很方便地解決，其