高一物理必修二77動能和動能定理PPT(新)

1、7.77.7動能動能和動能定理和動能定理 動能動能引入傳說早在古希臘時期（公元前傳說早在古希臘時期（公元前200200多年）阿基多年）阿基米德曾經(jīng)利用杠桿原理設(shè)計了投石機(jī)，它米德曾經(jīng)利用杠桿原理設(shè)計了投石機(jī)，它能將石塊不斷拋出空中，利用石塊墜落時能將石塊不斷拋出空中，利用石塊墜落時的動能，打得敵軍頭破血流。的動能，打得敵軍頭破血流。同學(xué)們思考一下，為了提高這種裝置的殺傷同學(xué)們思考一下，為了提高這種裝置的殺傷力，應(yīng)該從哪方面考慮來進(jìn)一步改進(jìn)？學(xué)力，應(yīng)該從哪方面考慮來進(jìn)一步改進(jìn)？學(xué)習(xí)了本節(jié)動能和動能定理，就能夠理解這習(xí)了本節(jié)動能和動能定理，就能夠理解這種裝置的應(yīng)用原理。種裝置的應(yīng)用原理。一、動能的

2、表達(dá)式的推導(dǎo)一、動能的表達(dá)式的推導(dǎo) 一質(zhì)量為m的物體在光滑的水平面上，受到與運(yùn)動方向相同的恒定外力的作用，發(fā)生一段位移L，速度由V1增加到V2。試用牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)公式，推導(dǎo)此力所做的功。22212vsaWvFma22211122mvmvmmFV1V2F=ma22212vvas動能的表達(dá)式動能的表達(dá)式設(shè)：某物體的質(zhì)量為設(shè)：某物體的質(zhì)量為m m，在與運(yùn)動方向相同的恒力，在與運(yùn)動方向相同的恒力F F的作用的作用下發(fā)生一段位移下發(fā)生一段位移L L，速度由，速度由V V1 1增加到增加到V V2 2。22122121mVmVWmv1Fv2mFlWmv22/2-mv12/2221mvEk解解釋釋現(xiàn)現(xiàn)

3、象象1 1、定義：物體由于運(yùn)動而具有的能量叫、定義：物體由于運(yùn)動而具有的能量叫動能動能。2 2、表達(dá)式：、表達(dá)式：3 3、單位：焦耳、單位：焦耳4 4、標(biāo)量（沒有方向）、標(biāo)量（沒有方向）理解理解（1 1）動能是描述物體運(yùn)動狀態(tài)的物理量，是狀態(tài)量。動能是描述物體運(yùn)動狀態(tài)的物理量，是狀態(tài)量。 具有瞬時性。具有瞬時性。（2 2）動能總為正值）動能總為正值（3 3）動能具有相對性，由于速度具有相對性。通常是相）動能具有相對性，由于速度具有相對性。通常是相對于地面的速度。對于地面的速度。221mvEk 改變汽車的質(zhì)量和速度，都能使汽車的動能改變汽車的質(zhì)量和速度，都能使汽車的動能發(fā)生變化，在下面幾種情況中

4、，汽車的動能發(fā)生變化，在下面幾種情況中，汽車的動能是原來是原來2 2倍倍的是的是：A A、質(zhì)量不變，速度變?yōu)樵瓉淼馁|(zhì)量不變，速度變?yōu)樵瓉淼?倍倍 B B、質(zhì)量和速度都變?yōu)樵瓉淼馁|(zhì)量和速度都變?yōu)樵瓉淼?倍倍 C C、質(zhì)量減半，速度變?yōu)樵瓉淼馁|(zhì)量減半，速度變?yōu)樵瓉淼?倍倍 D D、質(zhì)量變?yōu)樵瓉碣|(zhì)量變?yōu)樵瓉? 2倍，速度減半倍，速度減半C關(guān)于動能的理解，下列說法正確的是：關(guān)于動能的理解，下列說法正確的是：A A、動能不變的物體，一定處于平衡狀態(tài)動能不變的物體，一定處于平衡狀態(tài) B B、動能不可能是負(fù)的動能不可能是負(fù)的 C C、一定質(zhì)量的物體，動能變化時，速度一定變化；一定質(zhì)量的物體，動能變化時，速度

5、一定變化；但速度變化時，動能不一定變化但速度變化時，動能不一定變化 D D、物體的加速度為零，其動能不變物體的加速度為零，其動能不變BCDWEk2-Ek1Wmv22/2-mv12/2WEk2-Ek13.3.注意：注意：（1 1）力的功指）力的功指合外力的功合外力的功。（2 2）同一）同一物體物體，同一，同一過程過程，同。，同。一一參考系參考系。（3 3）適用范圍：）適用范圍：恒力恒力或或變力變力做做功，功，直直線或線或曲曲線運(yùn)動，線運(yùn)動，單個單個物物體、多個物體組成的體、多個物體組成的系統(tǒng)系統(tǒng)4.4.對合外力的功對合外力的功( (總功總功) )的理解的理解 （1 1）可以是幾個力在同一段位移中

6、的功）可以是幾個力在同一段位移中的功, ,也可以是一也可以是一個力在幾段位移中的功個力在幾段位移中的功, ,還可以是幾個力在幾段位移中還可以是幾個力在幾段位移中的功的功（2 2）求總功有兩種方法：）求總功有兩種方法：一種是先求出合外力，然后求總功，表達(dá)式為一種是先求出合外力，然后求總功，表達(dá)式為cosSFW 為合外力與位移的夾角為合外力與位移的夾角另一種是總功等于各力在各段位移中做功的代數(shù)和，另一種是總功等于各力在各段位移中做功的代數(shù)和，即即21WWW5.5.應(yīng)用動能定理解題的基本思路應(yīng)用動能定理解題的基本思路（1）明確研究）明確研究對象對象及所研究的物理及所研究的物理過程過程。（2）對研究對

7、象進(jìn)行）對研究對象進(jìn)行受力分析受力分析，并確定，并確定 各力所做的功各力所做的功，求出這些力的功的，求出這些力的功的代數(shù)和代數(shù)和。（3）確定）確定始始、末末狀態(tài)的狀態(tài)的動能動能。（未知量用。（未知量用符號表示），根據(jù)動能定理列出方程符號表示），根據(jù)動能定理列出方程（4）求解方程、分析結(jié)果）求解方程、分析結(jié)果12KkEEW總sFf 例例1、 一架噴氣式飛機(jī)，質(zhì)量一架噴氣式飛機(jī)，質(zhì)量 ，起飛過程，起飛過程中從靜止開始滑跑的路程為中從靜止開始滑跑的路程為 時，達(dá)到起飛時，達(dá)到起飛速度速度 。在此過程中飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)。在此過程中飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)重量的重量的0.02倍（倍（k=0.02

8、）。求飛機(jī)受到的牽引力）。求飛機(jī)受到的牽引力F。kgm3100 . 5ms2103 . 5smv/60GFN1 1找對象（常是單個物體）找對象（常是單個物體）解：對飛機(jī)解：對飛機(jī) 由動能定理有由動能定理有221mvkmgsFskmgsmvF228 . 9100 . 502. 0103 . 5260100 . 53223 N4108 . 1sF1F23 3確確定定各各力力做做功功2 2運(yùn)動情況分析運(yùn)動情況分析4 4建方程建方程2 2受受力力分分析析2 2. .如圖所示，一質(zhì)量為如圖所示，一質(zhì)量為2kg2kg的鉛球從離地的鉛球從離地面面2m2m的高處自由下落，陷入沙坑的高處自由下落，陷入沙坑2cm

9、2cm深深處，求沙子對鉛球的平均阻力處，求沙子對鉛球的平均阻力。0)(fhhHmgHh方法一：分階段利用動能定理方法一：分階段利用動能定理方法二：全過程利用動能定理方法二：全過程利用動能定理 我們知道，運(yùn)動是相對的。當(dāng)鳥兒與飛機(jī)相對而行時，雖我們知道，運(yùn)動是相對的。當(dāng)鳥兒與飛機(jī)相對而行時，雖然鳥兒的速度不是很大，但是飛機(jī)的飛行速度很大，這樣對于然鳥兒的速度不是很大，但是飛機(jī)的飛行速度很大，這樣對于飛機(jī)來說，鳥兒的速度就很大。速度越大，撞擊的力量就越大。飛機(jī)來說，鳥兒的速度就很大。速度越大，撞擊的力量就越大。比如一只比如一只0.450.45千克的鳥，撞在速度為每小時千克的鳥，撞在速度為每小時80

10、80千米的飛機(jī)千米的飛機(jī)上時，就會產(chǎn)生上時，就會產(chǎn)生15001500牛頓的力，要是撞在速度為每小時牛頓的力，要是撞在速度為每小時960960千千米的飛機(jī)上，那就要產(chǎn)生米的飛機(jī)上，那就要產(chǎn)生21.621.6萬牛頓的力。如果是一只萬牛頓的力。如果是一只1.81.8千千克的鳥撞在速度為每小時克的鳥撞在速度為每小時 700700千米的飛機(jī)上，產(chǎn)生的沖擊力比千米的飛機(jī)上，產(chǎn)生的沖擊力比炮彈的沖擊力還要大。所以渾身是肉的鳥兒也能變成擊落飛機(jī)炮彈的沖擊力還要大。所以渾身是肉的鳥兒也能變成擊落飛機(jī)的的“炮彈炮彈”。 19621962年年1111月，赫赫有名的月，赫赫有名的“子爵號子爵號”飛機(jī)正在美國馬里蘭飛機(jī)

11、正在美國馬里蘭州伊利奧特市上空平穩(wěn)地飛行，突然一聲巨響，飛機(jī)從高空栽州伊利奧特市上空平穩(wěn)地飛行，突然一聲巨響，飛機(jī)從高空栽了下來。事后發(fā)現(xiàn)釀成這場空中悲劇的罪魁就是一只在空中慢了下來。事后發(fā)現(xiàn)釀成這場空中悲劇的罪魁就是一只在空中慢慢翱翔的天鵝。慢翱翔的天鵝。鳥擊落飛機(jī)鳥擊落飛機(jī) 在我國也發(fā)生過類似的事情。在我國也發(fā)生過類似的事情。19911991年年1010月月6 6日，海南海日，海南?？谑袠窎|機(jī)場，海軍航空兵的一架口市樂東機(jī)場，海軍航空兵的一架“014014號號 ”飛機(jī)剛騰空而飛機(jī)剛騰空而起，突然，起，突然，“砰砰”的一聲巨響，機(jī)體猛然一顫，飛行員發(fā)現(xiàn)的一聲巨響，機(jī)體猛然一顫，飛行員發(fā)現(xiàn)左前

12、三角擋風(fēng)玻璃完全破碎，令人慶幸的是，飛行員憑著頑左前三角擋風(fēng)玻璃完全破碎，令人慶幸的是，飛行員憑著頑強(qiáng)的意志和嫻熟的技術(shù)終于使飛機(jī)降落在跑道上，追究原因強(qiáng)的意志和嫻熟的技術(shù)終于使飛機(jī)降落在跑道上，追究原因還是一只迎面飛來的小鳥。還是一只迎面飛來的小鳥。 瞬間的碰撞會產(chǎn)生巨大沖擊力的事例，不只發(fā)生在鳥與瞬間的碰撞會產(chǎn)生巨大沖擊力的事例，不只發(fā)生在鳥與飛機(jī)之間，也可以發(fā)生在雞與汽車之間。飛機(jī)之間，也可以發(fā)生在雞與汽車之間。如果一只如果一只 1.51.5千克的雞與速度為每小時千克的雞與速度為每小時5454千米的汽車相千米的汽車相撞時產(chǎn)生的力有撞時產(chǎn)生的力有28002800多牛頓。一次，一位汽車司機(jī)開車行使多牛頓。一次，一位汽車司機(jī)開車行使在鄉(xiāng)間公路上，突然，一只母雞受驚，猛然在車前跳起，結(jié)在鄉(xiāng)間公路上，突然，一只母雞受驚，猛然在車前跳起，結(jié)果沖破汽車前窗，一頭撞進(jìn)駕駛室，并使司機(jī)受了傷，可以果沖破汽車前窗，一頭撞進(jìn)駕駛室，并使司機(jī)受了傷，可以說，汽車司機(jī)沒被母雞撞死真算幸運(yùn)。說，汽車司機(jī)沒被母雞撞死真算幸運(yùn)。 鳥本身速度不快，質(zhì)量也不大，但相對于飛機(jī)來說，由于飛機(jī)速度鳥本身速度不快，質(zhì)量也不大，但相對于飛機(jī)來說，由于飛機(jī)速度很快，所以它們相互靠近的速度很快，因此，鳥相對飛機(jī)的速度很很快，所以它們相互靠近的速度很快，因此，鳥相