動能和動能定理（課堂PPT）

1、5.7 動能和動能定理動能和動能定理 什么是什么是動能動能？物體在什么情況下具？物體在什么情況下具有動能？有動能？ 物體由于運動而具有的能量叫做物體由于運動而具有的能量叫做動能動能。想一想：想一想： 能不能說能不能說“運動的物體具有的能量運動的物體具有的能量就是動能就是動能”呢？呢？ 物體的動能可能和什么因素有物體的動能可能和什么因素有關(guān)呢？關(guān)呢？物體的質(zhì)量物體的質(zhì)量物體的速度物體的速度質(zhì)量越大，動能越大質(zhì)量越大，動能越大速度越大，動能越大速度越大，動能越大一、動能的表達(dá)式一、動能的表達(dá)式 設(shè)物體的質(zhì)量為設(shè)物體的質(zhì)量為m，在與運動方向，在與運動方向相同的恒定外力的作用下發(fā)生一段位相同的恒定外力

2、的作用下發(fā)生一段位移，速度由移，速度由v1增加到增加到v2，如圖所示。，如圖所示。試用牛頓運動定律和運動學(xué)公式，推導(dǎo)試用牛頓運動定律和運動學(xué)公式，推導(dǎo)出力對物體做功的表達(dá)式。出力對物體做功的表達(dá)式。 v1v2lFFv1v2lFF根據(jù)牛頓第二定律 F=ma而v22-v12=2al即：avvl22122把F、l的表達(dá)式代入到W=Fl,可得F做的功avvmaW2)(2122也就是：21222121mvmvW 因為這個量在過程終了時和過程開始時的差，因為這個量在過程終了時和過程開始時的差，正好等于力對物體所做的功，所以正好等于力對物體所做的功，所以“ ”應(yīng)應(yīng)該該就是我們尋找的就是我們尋找的動能表達(dá)式動

3、能表達(dá)式。12mv2 “力對初速度為零的物體所做的功與物體力對初速度為零的物體所做的功與物體速度的二次方成正比。速度的二次方成正比?！?這也印證了我們的這也印證了我們的猜想。猜想。 我們說質(zhì)量為我們說質(zhì)量為m的物體的物體，以速度以速度v運動時運動時的動能是：的動能是：Ek=12mv2標(biāo)量：標(biāo)量：只有大小沒有方向， 且無負(fù)值；單位：單位：=1Nm=1J1kgm/s2m1kgm2/s2= 狀態(tài)量：與物體的速度相對應(yīng)狀態(tài)量：與物體的速度相對應(yīng)計算一下物體的動能：計算一下物體的動能：1Ek=2mv2= 173（7.2 103）2J=4.48 109J12 我國在我國在1970年發(fā)射的第一年發(fā)射的第一顆

4、人造地球衛(wèi)星，質(zhì)量為顆人造地球衛(wèi)星，質(zhì)量為173kg，運動速度，運動速度為為7.2km/s，它的動能，它的動能 短跑運動員的質(zhì)量短跑運動員的質(zhì)量m=60kg, ,此刻的速度此刻的速度v=6m/s, ,他現(xiàn)在的動能他現(xiàn)在的動能是多少？是多少？1Ek=2mv2= 60 62J=1080J12二、動能定理二、動能定理W= - 12mv1212mv22我們可以把我們可以把 寫成寫成 W = Ek2- Ek1 力在一個過程中對物體所做的功，等力在一個過程中對物體所做的功，等于物體在這個過程中動能的變化。于物體在這個過程中動能的變化。這個結(jié)論叫做這個結(jié)論叫做動能定理動能定理=Ek 動能的變化與哪個力做的功

5、有關(guān)呢？動能的變化與哪個力做的功有關(guān)呢？情況一：光滑水平面上的情況一：光滑水平面上的1kg的物體初速度的物體初速度2m/s，在與在與速度方向相同的拉力速度方向相同的拉力F=2N作用下發(fā)生的位移是作用下發(fā)生的位移是1m。情況二：情況二：粗糙粗糙水平面上的水平面上的1kg的物體初速度的物體初速度2m/s，在與，在與速度方向相同的速度方向相同的拉力拉力F=2N作用下發(fā)生的位移是作用下發(fā)生的位移是1m，其動摩擦因數(shù)為其動摩擦因數(shù)為0.4。2J02J2J2J-4J-2J-2J W 為所有力對物體做的為所有力對物體做的總功總功；W = Ek2- Ek1 Ek不為負(fù)值，但不為負(fù)值，但Ek2- Ek1有正有負(fù)

6、；有正有負(fù)； 動能定理的應(yīng)用。動能定理的應(yīng)用。力對物體做正功力對物體做正功 Ek2- Ek10 動能增加動能增加力對物體做負(fù)功力對物體做負(fù)功 Ek2- Ek10 動能減少動能減少力對物體做功為力對物體做功為0 Ek2- Ek1=0 動能不變動能不變例例1 1： 一架噴氣式飛機(jī)，質(zhì)量一架噴氣式飛機(jī)，質(zhì)量m=5.0103kg,起飛過程起飛過程中從靜止開始滑跑。當(dāng)位移達(dá)到中從靜止開始滑跑。當(dāng)位移達(dá)到l=5.3102m時，速度達(dá)時，速度達(dá)到起飛速度到起飛速度v=60m/s。在此過程中飛機(jī)受到的平均阻力是。在此過程中飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)重量的飛機(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

7、牽引力。解：解：飛機(jī)的初動能飛機(jī)的初動能Ek1= 0,末動能末動能 Ek2= 。合力合力F做的功做的功 W=Fl 根據(jù)動能定理，則根據(jù)動能定理，則 F合合l= -0 （F-kmg）l= - 0 F= +kmg代入數(shù)值：代入數(shù)值：F=1.8104N12mv212mv2212mv22mv22l 若用牛頓運動定律和運動學(xué)規(guī)律來解這若用牛頓運動定律和運動學(xué)規(guī)律來解這個題呢？個題呢？FF阻阻解：解：根據(jù)運動學(xué)公式根據(jù)運動學(xué)公式 v2-v02=2ax a= =3.4m/s2根據(jù)牛頓第二定律根據(jù)牛頓第二定律F=ma F -F阻阻=ma F=ma+F阻阻=ma+kmg =m(a+kg)=1.8104NV2-0

8、2l解：解：根據(jù)運動學(xué)公式根據(jù)運動學(xué)公式 v2-v02=2ax a= =0.34m/s2根據(jù)牛頓第二定律根據(jù)牛頓第二定律F=ma F-F阻阻=ma F=ma+F阻阻=ma+kmg =m(a+kg)=1.8104Nv2-02l解：解：根據(jù)動能定理根據(jù)動能定理 W = Ek2- Ek1 ，則則 F合合l= -0 （F-kmg）l= - 0 F= +kmg代入數(shù)值：代入數(shù)值：F=1.8104N12mv2mv22l12mv2 在不涉及加速度和運動時間在不涉及加速度和運動時間時，利用動能定理解決力學(xué)問題時，利用動能定理解決力學(xué)問題更簡捷。更簡捷。 動能定理不但適用于恒力做動能定理不但適用于恒力做功和勻變速直線運動的情況，而功和勻變速直線運動的情況，而且適用于變力做功和曲線運動。且適用于變力做功和曲線運動。小結(jié)小結(jié)1.動能的表達(dá)式；動能的表達(dá)式；Ek=12mv22.動能定理的理解；動能定理的理解； W = Ek2- Ek13.動能定理的應(yīng)用。動能定理的應(yīng)用。練習(xí)：練習(xí)： 一輛質(zhì)量為一輛質(zhì)量為m、速度為、速度為v0的汽車在關(guān)閉的汽車在關(guān)閉發(fā)動機(jī)后與水平地面滑行了距離發(fā)動機(jī)后與水平地面滑行了距離 l 后停了后停了下來。試求汽車受到的阻力。下來。試求汽車受到的阻力。F阻阻l解：解：汽車的初、末動能分別為汽車的初、末動能分別為 和和0，阻力阻力F阻阻做的功為做的功