能 動能 動能定理

1、動動 能能動能定理動能定理功與能功與能解題要點(diǎn)解題要點(diǎn)問題引入問題引入 問題引入問題引入 請同學(xué)們舉出一些物體能夠做功的例子。請同學(xué)們舉出一些物體能夠做功的例子。 (1) 風(fēng)吹著帆船航行，流動的空氣能對帆船做功，說風(fēng)吹著帆船航行，流動的空氣能對帆船做功，說明風(fēng)具有能量。明風(fēng)具有能量。 (2) 人們在打樁時，先把重錘高高舉起，重錘落下就人們在打樁時，先把重錘高高舉起，重錘落下就能把木樁打入地里，說明被舉高的重錘具有能量。能把木樁打入地里，說明被舉高的重錘具有能量。 (3) 射箭運(yùn)動員把弓拉彎，松手后能把箭射出去，說射箭運(yùn)動員把弓拉彎，松手后能把箭射出去，說明拉彎的弓具有能量。明拉彎的弓具有能量。

2、液壓打樁錘在施工中液壓打樁錘在施工中 功是能嗎？功可以轉(zhuǎn)化為能嗎？做功的過程一定伴隨功是能嗎？功可以轉(zhuǎn)化為能嗎？做功的過程一定伴隨著能量轉(zhuǎn)化嗎？著能量轉(zhuǎn)化嗎？ 如果一個物體能夠做功，或者說具有做如果一個物體能夠做功，或者說具有做功的本領(lǐng)，我們說這個物體具有能量，簡稱能功的本領(lǐng)，我們說這個物體具有能量，簡稱能。 不同運(yùn)動形式的物質(zhì)對應(yīng)不同的能，各種不同形式的不同運(yùn)動形式的物質(zhì)對應(yīng)不同的能，各種不同形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化，而且在轉(zhuǎn)化過程中守恒能量可以相互轉(zhuǎn)化，而且在轉(zhuǎn)化過程中守恒。 1. 能的概念能的概念 2. 功是能量變化的量度功是能量變化的量度 （1）做功使不同形式的能量發(fā)生轉(zhuǎn)化做功使不同形式

3、的能量發(fā)生轉(zhuǎn)化。 （2）功是能量變化的量度。功是能量變化的量度。0EEW 一、功與能一、功與能 3. 功和能的區(qū)別功和能的區(qū)別 （2）做功可以使物體具有的能量發(fā)生變化，而且物做功可以使物體具有的能量發(fā)生變化，而且物體能量變化的大小是用做功的多少來量度。體能量變化的大小是用做功的多少來量度。 （1）能是物體運(yùn)動狀態(tài)決定的物理量，是狀態(tài)量；能是物體運(yùn)動狀態(tài)決定的物理量，是狀態(tài)量；而功則是和物體運(yùn)動狀態(tài)變化過程有關(guān)的物理量而功則是和物體運(yùn)動狀態(tài)變化過程有關(guān)的物理量, , 是過是過程量。兩者有著本質(zhì)的區(qū)別程量。兩者有著本質(zhì)的區(qū)別。 1. 定義定義 物體由于運(yùn)動而具有的能叫做物體由于運(yùn)動而具有的能叫做動

4、能動能。 2. 動能的大小動能的大小 3. 單位單位 焦焦（J ）式中式中 m 是物體的質(zhì)量是物體的質(zhì)量，v 是速度的大小是速度的大小。 4. 說明說明 （1）動能是標(biāo)量，只有大小，沒有方向，與速度的動能是標(biāo)量，只有大小，沒有方向，與速度的方向無關(guān)方向無關(guān)。 （2）動能只有正值，沒有負(fù)值。動能只有正值，沒有負(fù)值。2k21vmE 二、動能二、動能 （1）電視顯像管中以電視顯像管中以3.010 m/s 運(yùn)動的電子運(yùn)動的電子； （2）質(zhì)量為質(zhì)量為2.010 kg、速度為速度為10 m/s運(yùn)動的小汽車運(yùn)動的小汽車； （3）質(zhì)量為質(zhì)量為6.010 kg 的地球以的地球以3.010 m/s 的速度的速度繞

5、太陽旋轉(zhuǎn)繞太陽旋轉(zhuǎn)。 例例1 計算下列幾種情形下的動能計算下列幾種情形下的動能。 37244 解解：（1）電子的動能電子的動能2k21vmE J)100 . 3(101 . 9212731 J101 . 416 電視顯像管電視顯像管 （2）汽車的動能為汽車的動能為 （3）地球的動能地球的動能J10100 . 22123 2k21vmE 2k21vmE J)100 . 3(100 . 6212424 J100 . 15 J107 . 233 如圖所示，質(zhì)量為如圖所示，質(zhì)量為 m 的物體，以初速度的物體，以初速度v0沿水平面向沿水平面向右運(yùn)動，在合外力右運(yùn)動，在合外力F 作用下經(jīng)過位移作用下經(jīng)過位

6、移 s 后，速度達(dá)到后，速度達(dá)到 vt ，請分析外力做功與物體動能變化之間的關(guān)系請分析外力做功與物體動能變化之間的關(guān)系。 F s0vvt合合 合外力合外力 F 對物體做的功為對物體做的功為avvamt2202 2022121vmvmt sFW合合合合 三、動能定理三、動能定理 2. 說明說明 （1）若合外力方向與物體運(yùn)動方向相同時，合外力對若合外力方向與物體運(yùn)動方向相同時，合外力對物體做正功，物體做正功，W0 ，則物體動能增加。，則物體動能增加。 （2）若合外力方向與物體運(yùn)動方向相反時，合外力對若合外力方向與物體運(yùn)動方向相反時，合外力對物體做負(fù)功，物體做負(fù)功，W0 ，則物體動能減小則物體動能減

7、小。 （3）動能定理也適用于變力做功和曲線運(yùn)動的情況動能定理也適用于變力做功和曲線運(yùn)動的情況。 1. 動能定理動能定理 合外力對物體所做的功，等于物體動能合外力對物體所做的功，等于物體動能的改變量的改變量:2022121vmvmWt 合合 例例2 質(zhì)量為質(zhì)量為8g 子彈以子彈以400m/s 的速度水平射入厚為的速度水平射入厚為5 cm的木板，射出后的速度為的木板，射出后的速度為100 m/s，求子彈克服阻力所做的求子彈克服阻力所做的功以及子彈受到的平均阻力功以及子彈受到的平均阻力。vv02022121vmvmWf 解解：子彈射入木板的過程中，在豎直方向受到的重力子彈射入木板的過程中，在豎直方向

8、受到的重力和支持力的作用互相抵消，在水平方向受到阻力為和支持力的作用互相抵消，在水平方向受到阻力為Ff ，如，如圖所示。根據(jù)動能定理得圖所示。根據(jù)動能定理得FfJ600 J)400100(008. 02122 N102 . 1N05. 06004 sWFff 例例3 汽車在水平的高速公路上做勻加速直線運(yùn)動，經(jīng)汽車在水平的高速公路上做勻加速直線運(yùn)動，經(jīng)過過100 m 的距離后，速度由的距離后，速度由10 m/s 增加到增加到30 m/s，汽車的質(zhì)，汽車的質(zhì)量為量為2103 kg，汽車前進(jìn)時所受的阻力為車重的汽車前進(jìn)時所受的阻力為車重的0.02倍倍,求求汽車牽引力所做的功以及牽引力大小汽車牽引力所

9、做的功以及牽引力大小。 汽車在運(yùn)動過程中共受四個力的作用，如圖所汽車在運(yùn)動過程中共受四個力的作用，如圖所示。示。FGFNFf 重力和支持力不做功（重力和支持力不做功（WN = WG = 0 ），只有牽引力），只有牽引力和阻力做功。和阻力做功。 分析分析：WF =F s ，Wf = Ff s cos180 = 0.02 m g s 。2022121vmvmWWfF J104 . 85 )1030(10. 221223 sWFF 根據(jù)動能定理得根據(jù)動能定理得fFWvmvmW 2022121J1001010202. 03 N104 . 8N100104 . 835 )02. 0()(21202gsm

10、vvm 由由WF =F s 得牽引力大小為得牽引力大小為 1. 選擇研究對象，分析研究對象的受力情況選擇研究對象，分析研究對象的受力情況。 2. 計算研究對象所受各力在運(yùn)動過程中對物體做功的計算研究對象所受各力在運(yùn)動過程中對物體做功的大小和正負(fù)大小和正負(fù)。 3. 明確物體在運(yùn)動過程中初、末位置的動能值明確物體在運(yùn)動過程中初、末位置的動能值。 4. 根據(jù)動能定理，列出具體方程式根據(jù)動能定理，列出具體方程式。 5. 代入數(shù)值，計算結(jié)果代入數(shù)值，計算結(jié)果。 關(guān)鍵關(guān)鍵： （1）正確計算物體所受外力的總功正確計算物體所受外力的總功 ； （2）明確物體在運(yùn)動過程中初、末狀態(tài)的動能值明確物體在運(yùn)動過程中初、

11、末狀態(tài)的動能值。 四、解題要點(diǎn)四、解題要點(diǎn) 1. 改變汽車的質(zhì)量和速度，都能使汽車的動能發(fā)生改改變汽車的質(zhì)量和速度，都能使汽車的動能發(fā)生改變，在下列幾種情況下，汽車的動能各是原來的幾倍？變，在下列幾種情況下，汽車的動能各是原來的幾倍？ （1）質(zhì)量不變，速度增大到原來的質(zhì)量不變，速度增大到原來的2倍；倍； （2）速度不變，質(zhì)量增大到原來的速度不變，質(zhì)量增大到原來的2倍；倍； （3）質(zhì)量減半，速度增大到原來的質(zhì)量減半，速度增大到原來的4倍；倍； （4）速度減半，質(zhì)量增大到原來的速度減半，質(zhì)量增大到原來的4倍。倍。 2. 質(zhì)量質(zhì)量10 g、以以800 m/s 的速度飛行子彈和質(zhì)量的速度飛行子彈和質(zhì)量

12、60 kg、以以10 m/s的速度奔跑的運(yùn)動員相比，哪一個的動能大？的速度奔跑的運(yùn)動員相比，哪一個的動能大？ 練練 習(xí)習(xí)J800010. 0212 2111k21vmE J102 . 33 J1060212 2222k21vmE J100 . 33 解：解： 3. 一架質(zhì)量為一架質(zhì)量為 5.0103 kg 的飛機(jī)的飛機(jī)，在起飛過程中，在起飛過程中，從靜止開始滑行，當(dāng)滑行的距離為從靜止開始滑行，當(dāng)滑行的距離為 530 m時，達(dá)到起飛速時，達(dá)到起飛速度度60 m/s。在此過程中飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)重量的。在此過程中飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)重量的0.02倍，求飛機(jī)受到的牽引力。倍，求飛機(jī)受到的牽引力。 分析分析：在水平方向上，飛機(jī)受到的外力是牽引力：在水平方向上，飛機(jī)受到的外力是牽引力F 和和阻力阻力F 。在合外力作用下。在合外力作用下, ,飛機(jī)在跑道上滑行一段位移飛機(jī)在跑道上滑行一段位移 s，合外力對飛機(jī)做正功，飛機(jī)的動能增加，最后達(dá)到起飛速合外力對飛機(jī)做正功，飛機(jī)的動能增加，最后達(dá)到起飛速度度v 。fFfF. 討論：討論：本題用牛頓第二定律和勻變速直線運(yùn)動公式求本題用牛頓第二定律和勻變速直線運(yùn)動公式求解，會得到相同的結(jié)果。但用動能定理解題比較方便，因解，會得到相同的結(jié)果。但用動能定理解題比較方