物理必修ⅱ人教新課標(biāo)動(dòng)能動(dòng)能定理課件2

1、物理必修物理必修人教新課標(biāo)系列人教新課標(biāo)系列課件課件動(dòng)能動(dòng)能 動(dòng)能定理動(dòng)能定理 什么是動(dòng)能？它與哪些因素有關(guān)？什么是動(dòng)能？它與哪些因素有關(guān)？物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能叫動(dòng)能物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能叫動(dòng)能它與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)。它與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)。問題：光滑水平面上一物體原來靜止，質(zhì)量為問題：光滑水平面上一物體原來靜止，質(zhì)量為m，此時(shí)動(dòng)能是多少？此時(shí)動(dòng)能是多少？(因?yàn)槲矬w沒有運(yùn)動(dòng)，所以沒有動(dòng)能因?yàn)槲矬w沒有運(yùn)動(dòng)，所以沒有動(dòng)能)。 在恒定外力在恒定外力F作用下，物體發(fā)生一段位移作用下，物體發(fā)生一段位移s，得到速度得到速度v(如圖如圖)，這個(gè)過程中外力做功多少？物，這個(gè)過程中外力做功多少？物體獲得了

2、多少動(dòng)能？體獲得了多少動(dòng)能？V=0aFsvFFsEk22212mvavma 物體的動(dòng)能等于它的質(zhì)量跟它的速度平方物體的動(dòng)能等于它的質(zhì)量跟它的速度平方的乘積的一半。用的乘積的一半。用Ek表示動(dòng)能，則計(jì)算動(dòng)能的表示動(dòng)能，則計(jì)算動(dòng)能的公式為：公式為：動(dòng)能與功一樣，也是標(biāo)量，不受速度方向的影響動(dòng)能與功一樣，也是標(biāo)量，不受速度方向的影響221mvEk它在國際單位制中的單位也是焦耳它在國際單位制中的單位也是焦耳(J)。一個(gè)物體處于某一確定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，它的動(dòng)能也一個(gè)物體處于某一確定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，它的動(dòng)能也就對應(yīng)于某一確定值，因此動(dòng)能是狀態(tài)量。就對應(yīng)于某一確定值，因此動(dòng)能是狀態(tài)量。一、動(dòng)能一、動(dòng)能試比較下列每種情況

3、下，甲、乙兩物體的動(dòng)能：試比較下列每種情況下，甲、乙兩物體的動(dòng)能：(除題意中提到的物理量外，其他物理情況相同除題意中提到的物理量外，其他物理情況相同)總結(jié)：動(dòng)能是標(biāo)量，與速度方向無關(guān)；動(dòng)能與總結(jié)：動(dòng)能是標(biāo)量，與速度方向無關(guān)；動(dòng)能與 速度的平方成正比，因此速度對動(dòng)能的速度的平方成正比，因此速度對動(dòng)能的 影響更大。影響更大。物體甲的速度是乙的兩倍；物體甲的速度是乙的兩倍；物體甲向北運(yùn)動(dòng)，乙向南運(yùn)動(dòng)；物體甲向北運(yùn)動(dòng)，乙向南運(yùn)動(dòng)；物體甲做直線運(yùn)動(dòng)，乙做曲線運(yùn)動(dòng)；物體甲做直線運(yùn)動(dòng)，乙做曲線運(yùn)動(dòng)；物體甲的質(zhì)量是乙的一半。物體甲的質(zhì)量是乙的一半。乙甲EE4乙甲EE 乙甲EE 乙甲EE 2二、動(dòng)能定理二、動(dòng)能

4、定理 問題：將剛才推導(dǎo)動(dòng)能公式的例子改動(dòng)一下：假問題：將剛才推導(dǎo)動(dòng)能公式的例子改動(dòng)一下：假設(shè)物體原來就具有速度設(shè)物體原來就具有速度v1，且水平面存在摩擦力，且水平面存在摩擦力f，在外，在外力力F作用下，經(jīng)過一段位移作用下，經(jīng)過一段位移s，速度達(dá)到，速度達(dá)到v2，如圖，則此，如圖，則此過程中，外力做功與動(dòng)能間又存在什么關(guān)系呢？過程中，外力做功與動(dòng)能間又存在什么關(guān)系呢？asv2Ffv1Ff分析：分析： 外力外力F做功：做功： W1Fs 摩擦力摩擦力f做功：做功： W2-fsfsFsW總sFsfF合)(1122212221212mvmvavvmakkkEEE12（1）動(dòng)能定理：外力對物體所做的總功）

5、動(dòng)能定理：外力對物體所做的總功等于物體動(dòng)能的增加。等于物體動(dòng)能的增加。（2）公式：）公式：W總總表示外力對物體做的總功，表示外力對物體做的總功，Ek1表示物體初狀態(tài)的動(dòng)能，表示物體初狀態(tài)的動(dòng)能，Ek2表示末狀態(tài)動(dòng)能表示末狀態(tài)動(dòng)能kkkEEEW12總動(dòng)能定理動(dòng)能定理 1.對象：單個(gè)物體（也可對系統(tǒng)） 2.表達(dá)式：W=EK 3.注意： W為全部外力做功的代數(shù)和。而EK為物體動(dòng)能的改變量 式中的位移,速度等均以地面為參照物4.對動(dòng)能定理的理解對動(dòng)能定理的理解a對外力對物體做的總功的理解對外力對物體做的總功的理解 有的力促進(jìn)物體運(yùn)動(dòng)，而有的力則阻礙物有的力促進(jìn)物體運(yùn)動(dòng)，而有的力則阻礙物體運(yùn)動(dòng)。因此它們

6、做的功就有正、負(fù)之分，體運(yùn)動(dòng)。因此它們做的功就有正、負(fù)之分，總功指的是各外力做功的代數(shù)和；又因?yàn)榭偣χ傅氖歉魍饬ψ龉Φ拇鷶?shù)和；又因?yàn)閃總總W1+W2+F1s+F2s+F合合s，所以總，所以總功也可理解為合外力的功。功也可理解為合外力的功。b對該定理標(biāo)量性的認(rèn)識對該定理標(biāo)量性的認(rèn)識 因動(dòng)能定理中各項(xiàng)均為標(biāo)量，因此單純速因動(dòng)能定理中各項(xiàng)均為標(biāo)量，因此單純速度方向改變不影響動(dòng)能大小。如勻速圓周運(yùn)動(dòng)度方向改變不影響動(dòng)能大小。如勻速圓周運(yùn)動(dòng)過程中，合外力方向指向圓心，與位移方向始過程中，合外力方向指向圓心，與位移方向始終保持垂直，所以合外力做功為零，動(dòng)能變化終保持垂直，所以合外力做功為零，動(dòng)能變化亦為零

7、，并不因速度方向改變而改變。亦為零，并不因速度方向改變而改變。c對定理中對定理中“增加增加”一詞的理解一詞的理解 由于外力做功可正、可負(fù)，因此物體在由于外力做功可正、可負(fù)，因此物體在一運(yùn)動(dòng)過程中動(dòng)能可增加，也可能減少。因一運(yùn)動(dòng)過程中動(dòng)能可增加，也可能減少。因而定理中而定理中“增加增加”一詞，并不表示動(dòng)能一定一詞，并不表示動(dòng)能一定增大，它的確切含義為末態(tài)與初態(tài)的動(dòng)能差，增大，它的確切含義為末態(tài)與初態(tài)的動(dòng)能差，或稱為或稱為“改變量改變量”。數(shù)值可正，可負(fù)。數(shù)值可正，可負(fù)。d對狀態(tài)與過程關(guān)系的理解對狀態(tài)與過程關(guān)系的理解 功是伴隨一個(gè)物理過程而產(chǎn)生的，是過功是伴隨一個(gè)物理過程而產(chǎn)生的，是過程量；而動(dòng)能

8、是狀態(tài)量。動(dòng)能定理表示了過程量；而動(dòng)能是狀態(tài)量。動(dòng)能定理表示了過程量等于狀態(tài)量的改變量的關(guān)系。程量等于狀態(tài)量的改變量的關(guān)系。(1)明確研究對象及所研究的物理過程。明確研究對象及所研究的物理過程。 (2)對研究對象進(jìn)行受力分析，并確定各力所對研究對象進(jìn)行受力分析，并確定各力所 做的功，求出這些力的功的代數(shù)和。做的功，求出這些力的功的代數(shù)和。(3)確定始、末態(tài)的動(dòng)能。確定始、末態(tài)的動(dòng)能。 根據(jù)動(dòng)能定理列出方程根據(jù)動(dòng)能定理列出方程(W總總Ek2-Ek1)(4)求解方程、分析結(jié)果求解方程、分析結(jié)果5、動(dòng)能定理的應(yīng)用步驟：、動(dòng)能定理的應(yīng)用步驟：三、動(dòng)能定理的應(yīng)用：三、動(dòng)能定理的應(yīng)用：1、凡涉及質(zhì)點(diǎn)的位移

9、與速度關(guān)系問題時(shí)，、凡涉及質(zhì)點(diǎn)的位移與速度關(guān)系問題時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮用動(dòng)能定理。應(yīng)優(yōu)先考慮用動(dòng)能定理。2、可以利用動(dòng)能定理求功，特別是求變力、可以利用動(dòng)能定理求功，特別是求變力做功做功例例1一物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是一物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是 （ ） A合外力一定對物體做功，使物體動(dòng)能改變合外力一定對物體做功，使物體動(dòng)能改變B物體所受合外力一定不為零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(dòng)能可能不變合外力一定對物體做功，但物體動(dòng)能可能不變D物體加速度一定不為零物體加速度一定不為零B D例例2、某人用腳踢地上的質(zhì)量為、某人用腳踢地上的質(zhì)量為1kg的足球，的足球，使

10、其以使其以4m/s的速度飛行了的速度飛行了8m，求該人對足，求該人對足球所做的功？球所做的功？例例2在水平放置的長直木板槽中，一木塊以在水平放置的長直木板槽中，一木塊以 6.0米米/秒的初速度開始滑動(dòng)?；忻氲某跛俣乳_始滑動(dòng)。滑行4.0米后速度米后速度減為減為4.0米米/秒，若木板槽粗糙程度處處相同，此秒，若木板槽粗糙程度處處相同，此后木塊還可以向前滑行多遠(yuǎn)？后木塊還可以向前滑行多遠(yuǎn)？解：設(shè)木板槽對木塊摩擦力為解：設(shè)木板槽對木塊摩擦力為f，木塊質(zhì)量為，木塊質(zhì)量為m，據(jù)題意使用動(dòng)能定理有：據(jù)題意使用動(dòng)能定理有：二式聯(lián)立可得：二式聯(lián)立可得：s23.2m,即木塊還可滑行即木塊還可滑行3.2m例例3

11、3、質(zhì)量為、質(zhì)量為500t500t的列車，以恒定功率沿平的列車，以恒定功率沿平直軌道行駛，在直軌道行駛，在3min3min內(nèi)行駛速度由內(nèi)行駛速度由45km/h45km/h增增加到最大速度加到最大速度54km/h54km/h，求機(jī)車的功，求機(jī)車的功率率.(g=10m/s.(g=10m/s2 2) )【解析解析】由整個(gè)過程中列車所受的牽引力不是由整個(gè)過程中列車所受的牽引力不是恒力，因此加速度不是恒量，運(yùn)動(dòng)學(xué)中勻變速恒力，因此加速度不是恒量，運(yùn)動(dòng)學(xué)中勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式不能用，由動(dòng)能定理得直線運(yùn)動(dòng)公式不能用，由動(dòng)能定理得 W W牽牽+W+W阻阻=1/2mv=1/2mv2 2m-1/2mvm-1/2mv

12、2 2其中其中W W阻阻=-fs,W=-fs,W牽牽是一個(gè)變力的功，但因該變力是一個(gè)變力的功，但因該變力的功率恒定，故可用的功率恒定，故可用W=PtW=Pt計(jì)算計(jì)算這樣式變?yōu)檫@樣式變?yōu)?Pt-fs=1/2mvPt-fs=1/2mv2 2m-1/2mvm-1/2mv2 2又因達(dá)到最大速度時(shí)又因達(dá)到最大速度時(shí)F=fF=f故故v vm m=P/f=P/f 聯(lián)立解得：聯(lián)立解得：P=600kW.P=600kW.例例4、一架噴氣式飛機(jī)，質(zhì)量、一架噴氣式飛機(jī)，質(zhì)量5103 kg，起，起飛過程中從靜止開始滑跑的路程為飛過程中從靜止開始滑跑的路程為s5.3102時(shí)，達(dá)到起飛速度時(shí)，達(dá)到起飛速度60/s，在此過程

13、中飛機(jī)，在此過程中飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)重量的受到的平均阻力是飛機(jī)重量的0.02倍倍(0.02)，求飛機(jī)受到的牽引力求飛機(jī)受到的牽引力. 例例5如圖如圖4所示，用細(xì)繩連接的所示，用細(xì)繩連接的A、B兩兩物體質(zhì)量相等，物體質(zhì)量相等， A位于傾角為位于傾角為30的斜面的斜面上，細(xì)繩跨過定滑輪后使上，細(xì)繩跨過定滑輪后使A、B均保持靜均保持靜止，然后釋放，設(shè)止，然后釋放，設(shè)A與斜面間的滑動(dòng)摩擦與斜面間的滑動(dòng)摩擦力為力為A受重力的受重力的0.3倍，不計(jì)滑輪質(zhì)量和摩倍，不計(jì)滑輪質(zhì)量和摩擦，求擦，求B下降下降1m時(shí)的速度多大。時(shí)的速度多大。三式聯(lián)立解得：三式聯(lián)立解得：v=1.4m/s解法二：將解法二：將A、B看成一整體。（因二者速度、看成一整體。（因二者速度、加速度大小均一樣），此時(shí)拉力加速度大小均一樣），此時(shí)拉力T為內(nèi)力，求為內(nèi)力，求外力做功時(shí)不計(jì)，則動(dòng)能定理寫為：外力做功時(shí)不計(jì)，則動(dòng)能定理寫為：f0.3mg二式聯(lián)立解得：二式聯(lián)立解得：v=1.4ms可見，結(jié)論是一致的，而方法二中可見，結(jié)論是一致的，而方法二中受力體的選擇使解題過程簡化，因而在受力體的選擇使解題過程簡化，因而在使用動(dòng)能定理時(shí)要適當(dāng)選取研究對象。使用動(dòng)能定理時(shí)要適