物理②必修7.7《動(dòng)能及動(dòng)能定理》PPT課件

1、7 7動(dòng)能和動(dòng)能定理在本章在本章“追尋守恒量追尋守恒量”中，已經(jīng)知道中，已經(jīng)知道動(dòng)能的表達(dá)式可能與那幾個(gè)動(dòng)能的表達(dá)式可能與那幾個(gè)物理量有關(guān)？物理量有關(guān)？與物體的質(zhì)量和速度有關(guān) 尋找動(dòng)能的表達(dá)式？尋找動(dòng)能的表達(dá)式？重力做功重力做功WG重力勢(shì)能重力勢(shì)能mgh彈力做功彈力做功WF外力做功外力做功W彈性勢(shì)能彈性勢(shì)能21kl2動(dòng)能表達(dá)式？動(dòng)能表達(dá)式？請(qǐng)同學(xué)們推導(dǎo)出請(qǐng)同學(xué)們推導(dǎo)出F做功的表達(dá)式做功的表達(dá)式 設(shè)物體的質(zhì)量為設(shè)物體的質(zhì)量為m，在，在與運(yùn)動(dòng)方向相同的恒定外與運(yùn)動(dòng)方向相同的恒定外力力F的作用下發(fā)生一段位移的作用下發(fā)生一段位移L，速度由，速度由Vl增大到增大到V2試試用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)用牛頓運(yùn)動(dòng)

2、定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，推導(dǎo)出力公式，推導(dǎo)出力F對(duì)物體做對(duì)物體做功的表達(dá)式功的表達(dá)式 推導(dǎo)推導(dǎo)F做功表達(dá)式的過(guò)程做功表達(dá)式的過(guò)程根據(jù)牛頓第二定律根據(jù)牛頓第二定律F=ma而而v22 v12 2al，即，即 l (v22 v12 )/2a把把F、l的表達(dá)式代入的表達(dá)式代入W Fl，可得，可得F做的功做的功W ma (v22 v12 )/2a也就是也就是 W m v22 /2 m v12 /2 我已找到了找動(dòng)能的表達(dá)式我已找到了找動(dòng)能的表達(dá)式從從 這個(gè)式子可以看出，這個(gè)式子可以看出，“ ” 很可能是一個(gè)具有特定意義的物理量，很可能是一個(gè)具有特定意義的物理量，因?yàn)檫@個(gè)物理量在過(guò)程終了時(shí)和過(guò)程開(kāi)始時(shí)的差，因?yàn)?/p>

3、這個(gè)物理量在過(guò)程終了時(shí)和過(guò)程開(kāi)始時(shí)的差，正好等于力對(duì)物體做的功，正好等于力對(duì)物體做的功， 22211122Wmvmv221mv所以所以“221mv”就應(yīng)該是我們尋找的動(dòng)能的表達(dá)式就應(yīng)該是我們尋找的動(dòng)能的表達(dá)式 動(dòng)能的表達(dá)式動(dòng)能的表達(dá)式212KEmv單位：焦耳單位：焦耳 1kgm2/s2=1Nm=1J我們對(duì)動(dòng)能的表達(dá)式的理解我們對(duì)動(dòng)能的表達(dá)式的理解1. 動(dòng)能是標(biāo)量，且只有正值動(dòng)能是標(biāo)量，且只有正值2. 動(dòng)能具有瞬時(shí)性，在某一時(shí)刻，物體具有一定動(dòng)能具有瞬時(shí)性，在某一時(shí)刻，物體具有一定的速度，也就具有一定的動(dòng)能。的速度，也就具有一定的動(dòng)能。3. 動(dòng)能具有相對(duì)性，對(duì)不同的參考系，物體速度動(dòng)能具有相對(duì)性

4、，對(duì)不同的參考系，物體速度有不同的瞬時(shí)值，也就具有不同的動(dòng)能，一般都有不同的瞬時(shí)值，也就具有不同的動(dòng)能，一般都以地面為參考系研究物體的運(yùn)動(dòng)。以地面為參考系研究物體的運(yùn)動(dòng)。下列幾種情況中，甲、乙兩物體的動(dòng)能相等的是下列幾種情況中，甲、乙兩物體的動(dòng)能相等的是 ( )A甲的速度是乙的甲的速度是乙的2倍，乙的質(zhì)量是甲的倍，乙的質(zhì)量是甲的2倍倍B甲的質(zhì)量是乙的甲的質(zhì)量是乙的2倍，乙的速度是甲的倍，乙的速度是甲的2倍倍C甲的質(zhì)量是乙的甲的質(zhì)量是乙的4倍，乙的速度是甲的倍，乙的速度是甲的2倍倍D質(zhì)量相同，速度大小也相同，但甲向東運(yùn)質(zhì)量相同，速度大小也相同，但甲向東運(yùn) 動(dòng)，乙向西運(yùn)動(dòng)動(dòng)，乙向西運(yùn)動(dòng)CD我國(guó)在我

5、國(guó)在1970年我國(guó)發(fā)射的第一顆人造年我國(guó)發(fā)射的第一顆人造地球衛(wèi)星，質(zhì)量為地球衛(wèi)星，質(zhì)量為173 kg，運(yùn)動(dòng)速度，運(yùn)動(dòng)速度為為72 kms，它的動(dòng)能是多大，它的動(dòng)能是多大?根據(jù)計(jì)算可以得到我國(guó)發(fā)射的第一顆根據(jù)計(jì)算可以得到我國(guó)發(fā)射的第一顆人造地球衛(wèi)星正常運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)能是人造地球衛(wèi)星正常運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)能是448X109J我們得到動(dòng)能的表達(dá)式后我們得到動(dòng)能的表達(dá)式后21KKWEE可以寫(xiě)成可以寫(xiě)成22211122Wmvmv 力在一個(gè)過(guò)程中對(duì)物體所做的功，等于物體力在一個(gè)過(guò)程中對(duì)物體所做的功，等于物體在這個(gè)過(guò)程中動(dòng)能的變化在這個(gè)過(guò)程中動(dòng)能的變化 動(dòng)能定理動(dòng)能定理21KKWEE我們對(duì)動(dòng)能定理的理解我們對(duì)動(dòng)能定理的理解

6、總功總功末動(dòng)能末動(dòng)能初動(dòng)能初動(dòng)能 動(dòng)能定理說(shuō)明了功和能的密切關(guān)系，即做功的過(guò)程動(dòng)能定理說(shuō)明了功和能的密切關(guān)系，即做功的過(guò)程是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程 等號(hào)并不意味著等號(hào)并不意味著“功轉(zhuǎn)化成動(dòng)能功轉(zhuǎn)化成動(dòng)能”，而是，而是“功引起功引起動(dòng)能的變化動(dòng)能的變化”。體會(huì)。體會(huì)“功是能量轉(zhuǎn)化的量度功是能量轉(zhuǎn)化的量度”我們對(duì)動(dòng)能定理的理解我們對(duì)動(dòng)能定理的理解 1. 動(dòng)能定理既適用于恒力作用的過(guò)程，也適用于變力動(dòng)能定理既適用于恒力作用的過(guò)程，也適用于變力 作用的過(guò)程作用的過(guò)程 2. 動(dòng)能定理既適用于物體做直線運(yùn)動(dòng)的情況，也適用動(dòng)能定理既適用于物體做直線運(yùn)動(dòng)的情況，也適用 于物體做曲線運(yùn)動(dòng)的情況于物體做曲

7、線運(yùn)動(dòng)的情況 3. 動(dòng)能定理的研究對(duì)象一般是一個(gè)物體，也可以是幾動(dòng)能定理的研究對(duì)象一般是一個(gè)物體，也可以是幾 個(gè)物體組成的系統(tǒng)個(gè)物體組成的系統(tǒng) 4. 動(dòng)能定理的計(jì)算式是標(biāo)量式，動(dòng)能定理的計(jì)算式是標(biāo)量式，v為相對(duì)同一參考系為相對(duì)同一參考系 的速度的速度 一架噴氣式飛機(jī)，質(zhì)量一架噴氣式飛機(jī)，質(zhì)量5103 kg，起飛過(guò)程中，起飛過(guò)程中從靜止開(kāi)始滑跑的路程為從靜止開(kāi)始滑跑的路程為l5.3102時(shí)，達(dá)到起飛速時(shí)，達(dá)到起飛速度度60/s，在此過(guò)程中，在此過(guò)程中飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)重量的重量的0.02倍，求飛機(jī)受到倍，求飛機(jī)受到的牽引力。的牽引力。我們下面看一個(gè)例題：我們下面看一

8、個(gè)例題： 動(dòng)能定理的優(yōu)點(diǎn)在哪里呢動(dòng)能定理的優(yōu)點(diǎn)在哪里呢? ?1. 動(dòng)能定理不涉及運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度和時(shí)間，動(dòng)能定理不涉及運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度和時(shí)間，用它來(lái)處理問(wèn)題要比牛頓定律方便用它來(lái)處理問(wèn)題要比牛頓定律方便2. 動(dòng)能定理能夠解決變力做功和曲線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，動(dòng)能定理能夠解決變力做功和曲線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，而牛頓運(yùn)動(dòng)解決這樣一類問(wèn)題非常困難而牛頓運(yùn)動(dòng)解決這樣一類問(wèn)題非常困難 用動(dòng)能定理解決問(wèn)題的一般步驟用動(dòng)能定理解決問(wèn)題的一般步驟 1明確研究對(duì)象、研究過(guò)程，找出初末狀態(tài)明確研究對(duì)象、研究過(guò)程，找出初末狀態(tài) 的速度情況的速度情況2要對(duì)物體進(jìn)行正確的受力分析，明確各個(gè)要對(duì)物體進(jìn)行正確的受力分析，明確各個(gè) 力的做功

9、大小及正負(fù)情況力的做功大小及正負(fù)情況3明確初末狀態(tài)的動(dòng)能明確初末狀態(tài)的動(dòng)能4由動(dòng)能定理列方程求解，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論由動(dòng)能定理列方程求解，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論下面我們?cè)倏匆粋€(gè)例題：下面我們?cè)倏匆粋€(gè)例題： 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)的汽車在關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后于水平地面滑行了距離閉發(fā)動(dòng)機(jī)后于水平地面滑行了距離l后停后停下來(lái)，試求汽車受到的阻力下來(lái)，試求汽車受到的阻力 通過(guò)以前的學(xué)習(xí)我們知道，做功的過(guò)程是通過(guò)以前的學(xué)習(xí)我們知道，做功的過(guò)程是能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式的過(guò)程在能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式的過(guò)程在上面的例題中，阻力做功，汽車的動(dòng)能到哪里上面的例題中，阻力做功，汽車的動(dòng)能到哪里去了去了? 汽車的動(dòng)能在汽車與地面的摩擦過(guò)程中轉(zhuǎn)汽車的動(dòng)能在汽車與地面的摩擦過(guò)程中轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，以熱的形式表現(xiàn)出來(lái)，使汽車與地化成內(nèi)能，以熱的形式表現(xiàn)出來(lái)，使汽車與地面間的接觸面溫度升高面間的接觸面溫度升高動(dòng)能的表達(dá)式動(dòng)能的表達(dá)式 1推導(dǎo)過(guò)程推導(dǎo)過(guò)程 2動(dòng)能的表達(dá)式動(dòng)能的表達(dá)式 3動(dòng)能的單位和標(biāo)矢性