高中物理-動(dòng)能和動(dòng)能定理課件

1、4。動(dòng)能和動(dòng)能定理4。動(dòng)能和動(dòng)能定理動(dòng)能動(dòng)能的表達(dá)式可能與那幾個(gè)物理量有關(guān)？與物體的質(zhì)量和速度有關(guān) 物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能叫動(dòng)能。動(dòng)能動(dòng)能的表達(dá)式可能與那幾個(gè)物理量有關(guān)？與物體的質(zhì)量和速度有尋找動(dòng)能的表達(dá)式？重力做功WG重力勢(shì)能mgh彈力做功WF外力做功W彈性勢(shì)能動(dòng)能表達(dá)式？動(dòng)能尋找動(dòng)能的表達(dá)式？重力做功WG重力勢(shì)能mgh彈力做功WF外力3.動(dòng)能的公式光滑水平面上一物體質(zhì)量為m ，初速度為v1,在與運(yùn)動(dòng)方向相同的恒力F的作用下發(fā)生一段位移s，速度增加到v2.推導(dǎo)出力F對(duì)物體做功的表達(dá)式 vFaFaF3.動(dòng)能的公式vFaFaF動(dòng)能尋找動(dòng)能的表達(dá)式？從 這個(gè)式子可以看出，“ ” 很可能是一個(gè)具有特

2、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)程開始時(shí)的差，正好等于力對(duì)物體做的功， 所以“”就應(yīng)該是我們尋找的動(dòng)能的表達(dá)式 動(dòng)能尋找動(dòng)能的表達(dá)式？從 動(dòng)能動(dòng)能的表達(dá)式單位：焦耳 1kgm2/s2=1Nm=1J動(dòng)能動(dòng)能的表達(dá)式單位：焦耳 1kgm2/s2=1N動(dòng)能我們對(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2、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。3、動(dòng)能具有相對(duì)性，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，一般都以地面為參考系研究物體的運(yùn)動(dòng)。動(dòng)能我們對(duì)動(dòng)能的表達(dá)式的理解1、動(dòng)能是標(biāo)量，且只有正值下列幾種情況中，甲、乙兩物體的動(dòng)能相等的是

3、( )A甲的速度是乙的2倍，乙的質(zhì)量是甲的2倍B甲的質(zhì)量是乙的2倍，乙的速度是甲的2倍C甲的質(zhì)量是乙的4倍，乙的速度是甲的2倍D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)練習(xí)CD下列幾種情況中，甲、乙兩物體的動(dòng)能相等的是 練習(xí)CD動(dòng)能定理我們得到動(dòng)能的表達(dá)式后可以寫成動(dòng)能定理我們得到動(dòng)能的表達(dá)式后可以寫成2.動(dòng)能定理內(nèi)容：外力在一個(gè)過(guò)程中對(duì)物體所做的總功等于物體在這個(gè)過(guò)程中動(dòng)能的變化。1、合力做功。2、外力做功之和。外力的總功末動(dòng)能初動(dòng)能動(dòng)能變化和某一過(guò)程（始末狀態(tài)）相對(duì)應(yīng)。2.動(dòng)能定理內(nèi)容：外力在一個(gè)過(guò)程中對(duì)物體所做的總功等于物體在（1）若合外力方向與物體運(yùn)動(dòng)方向相同時(shí)，合外力 對(duì)

4、物體做正功，W0 ，Ek2Ek1,則物體動(dòng)能增加。 （2）若合外力方向與物體運(yùn)動(dòng)方向相反時(shí)，合外力對(duì)物體做負(fù)功，W0 ， Ek2Ek1,則物體動(dòng)能減小。3.對(duì)動(dòng)能定理的理解：a合力對(duì)物體做功“正”“負(fù)”的理解（1）若合外力方向與物體運(yùn)動(dòng)方向相同時(shí)，合外力 對(duì)b合力對(duì)物體做的功的理解c.對(duì)動(dòng)能定理標(biāo)量性的認(rèn)識(shí).W合 F合Lcosq. W合W1+W2 +F1L1 +F2L2 + cosq cos q 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)過(guò)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)能變化亦為零，并不因速度方向改變而改變。d.對(duì)定理

5、中“變化”一詞的理解 由于外力做功可正、可負(fù)，因此物體在一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能可增加，也可能減少。因而定理中“變化”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，或稱為“改變量”。數(shù)值可正，可負(fù)。b合力對(duì)物體做的功的理解c.對(duì)動(dòng)能定理標(biāo)量性的認(rèn)識(shí).W合動(dòng)能定理我們對(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 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 于物體做曲線運(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 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，v為相對(duì)同一參考系 的速度動(dòng)能定理我們對(duì)動(dòng)能定理的理解1、動(dòng)能定理既適用于恒力作用

6、的過(guò)例1:一架噴氣式飛機(jī)，質(zhì)量5103 kg，起飛過(guò)程中從靜止開始滑跑的路程為s5.3102時(shí)，達(dá)到起飛速度60/s，在此過(guò)程中飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)重量的0.02倍(0.02)，求飛機(jī)受到的牽引力. 例1:一架噴氣式飛機(jī)，質(zhì)量5103 kg，起飛過(guò)程中解法一：以飛機(jī)為研究對(duì)象，它做勻加速直線運(yùn)動(dòng)受到重力、支持力、牽引力和阻力作用.F合Fkmga又as 由和得： 22.52105.2s3310360105100202+=+=vmkmgFN解法一：以飛機(jī)為研究對(duì)象，它做勻加速直線運(yùn)動(dòng)受到重力、支持力結(jié)論：此類問(wèn)題，牛頓定律和動(dòng)能定理都適用，但動(dòng)能定理更簡(jiǎn)潔明了。vF1F2解法二：以飛機(jī)為研究對(duì)

7、象，它受到重力、支持力、牽引力和阻力作用，這四個(gè)力做的功分別為W，W支，W牽F1s，W阻s .據(jù)動(dòng)能定理得：結(jié)論：此類問(wèn)題，牛頓定律和動(dòng)能定理都適用，但動(dòng)能定理更簡(jiǎn)潔明1找對(duì)象（常是單個(gè)物體）解：對(duì)飛機(jī) 由動(dòng)能定理有vF1F23確定各力做功2運(yùn)動(dòng)情況分析4確定始、末態(tài)的動(dòng)能,根據(jù)動(dòng)能定理列出方程2受力分析四、動(dòng)能定理的解題步驟1找對(duì)象（常是單個(gè)物體）解：對(duì)飛機(jī)vF1F23確定各力做功2例題小結(jié)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) 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) 力的做功大小及正負(fù)情況3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)行討論例

8、題小結(jié)用動(dòng)能定理解決問(wèn)題的一般步驟 1明確研究對(duì)象、研究例2、一輛質(zhì)量為m、速度為v0的汽車在關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后于水平地面上滑行了距離L后停了下來(lái)。試求汽車受到的阻力。解：汽車的初動(dòng)能和末動(dòng)能分別為mv02/2和0，阻力F阻做的功為-F阻L。應(yīng)用動(dòng)能定律有：由此解得：例2、一輛質(zhì)量為m、速度為v0的汽車在關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后于水平地面動(dòng)能定理練習(xí)1一物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（ ） A合外力一定對(duì)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C合外力一定對(duì)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B D動(dòng)能定理練習(xí)1一物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（ 2.同一物體分別從高度相同，傾角

9、不同的光滑斜面的頂端滑到底端時(shí)，相同的物理量是：A.動(dòng)能 B.速度 C.速率 D.重力所做的功ACD2.同一物體分別從高度相同，傾角不同的光滑斜面的頂端滑到底端五、動(dòng)能定理的應(yīng)用舉例方法指導(dǎo)：涉及只關(guān)注某過(guò)程的初、末狀態(tài)，不需考慮過(guò)程細(xì)節(jié)，尤其是求變力功、曲線運(yùn)動(dòng)、多過(guò)程、瞬間過(guò)程更有優(yōu)勢(shì)！外力的總功末動(dòng)能初動(dòng)能五、動(dòng)能定理的應(yīng)用舉例方法指導(dǎo)：涉及只關(guān)注某過(guò)程的初、末狀態(tài)例1、用拉力F拉一個(gè)質(zhì)量為m的木箱由靜止開始在水平冰道上移動(dòng)了S,拉力F跟木箱前進(jìn)的方向的夾角為,木箱與冰道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,求木箱獲得的速度.FFNfGA.常規(guī)題答案：例1、用拉力F拉一個(gè)質(zhì)量為m的木箱由靜止開始在水平冰道上

10、移動(dòng) 用動(dòng)能定理解決變力做功的方法: 一般不直接求功,而是先分析動(dòng)能變化,再由能定理求功.B.變力做功題例2、一輛汽車的質(zhì)量為m，從靜止開始起動(dòng)，沿水平路面前進(jìn)了x后，達(dá)到了最大行使速度vmax，設(shè)汽車的牽引力功率保持不變，所受阻力為車重的k倍，求：（1）汽車的牽引力功率（2）汽車從靜止開始到勻速運(yùn)動(dòng)所需時(shí)間答案(1)kmgvmax（2）（vmax2+2kgx）/2kgvmax 用動(dòng)能定理解決變力做功的方法:B.變力做功題例2、一輛汽2.足球運(yùn)動(dòng)員用力踢質(zhì)量為0.3kg的靜止足球，使足球以10m/s的速度飛出，假定腳踢足球時(shí)對(duì)足球的平均作用力為400N，球在水平面上運(yùn)動(dòng)了20m后停止，那么人對(duì)

11、足球做的功為：A、8000JB、4000JC、15JD、無(wú)法確定C2.足球運(yùn)動(dòng)員用力踢質(zhì)量為0.3kg的靜止足球，使足球以10例3、運(yùn)動(dòng)員用力將一質(zhì)量為m的鉛球從離地為h高處以初速度v0斜向上推出，當(dāng)它落到地面時(shí)速度為v，則在此過(guò)程中鉛球克服空氣阻力所做的功等于：A、mgh-mv2/2-mv02/2B、-mv2/2-mv02/2-mghC、mgh+mv02/2-mv2/2D、mgh+mv2/2-mv02/2C.曲線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題C例3、運(yùn)動(dòng)員用力將一質(zhì)量為m的鉛球從離地為h高處以初速度v0 3.在h高處，以初速度v0向水平方向拋出一小球，不計(jì)空氣阻力，小球著地時(shí)速度大小為（ ）C 3.在h高處，以初

12、速度v0向水平方向拋出一小球，不計(jì)空D、多過(guò)程問(wèn)題例4、質(zhì)量為m的物體靜止在水平面上，它與水平面間的動(dòng)摩擦因素為u，物體在水平力F作用下開始運(yùn)動(dòng)，發(fā)生位移s1時(shí)撤去力F，問(wèn)物體還能運(yùn)動(dòng)多遠(yuǎn)？NfFGNfGNGS1S2 運(yùn)用動(dòng)能定理對(duì)復(fù)雜過(guò)程列式求解的方法：分段列式法；全程列式法。D、多過(guò)程問(wèn)題例4、質(zhì)量為m的物體靜止在水平面上，它與水平面方法一：可將物體的運(yùn)動(dòng)分成兩段進(jìn)行求解 物體開始做勻加速運(yùn)動(dòng)位移為s1，水平外力F做正功，f做負(fù)功，mg,N不做功；初始動(dòng)能Ek0=0，末動(dòng)能Ek1=mv12/2.根據(jù)動(dòng)能定理：Fs1-fs1=mv12/2-0,即 Fs1-umgs1=mv12/2-0物體在s

13、2段做勻減速運(yùn)動(dòng)，f做負(fù)功，mg,N不做功；初動(dòng)能Ek1=mv12/2，末動(dòng)能Ek2=0根據(jù)動(dòng)能定理：-fs2=0-mv12/2，即-umgs2=0-mv12/2即Fs1-umgs1=umgs2所以s2=(F-umg)s1/umgNfFGNfGNGS1S2方法一：可將物體的運(yùn)動(dòng)分成兩段進(jìn)行求解 物體開始做勻加方法二：從靜止開始加速，然后減速為零，對(duì)全過(guò)程進(jìn)行求解 設(shè)加速位移為s1，減速位移為s2；水平外力F在s1段做正功，滑動(dòng)摩擦力f在（s1+s2）段做負(fù)功，mg,N不做功；初始動(dòng)能為Ek0=0，末動(dòng)能Ek=0在豎直方向上：N-mg=0；滑動(dòng)摩擦力 f=uN根據(jù)動(dòng)能定理：Fs1-umg(s1+s2)=0-0得：s2=(F-umg)s1/umgNfFGNfGNGS1S2方法二：從靜止開始加速，然后減速為零，對(duì)全過(guò)程進(jìn)行求解 4.如圖，在水平恒力F作用下，物體沿光滑曲面從高為h1的A處運(yùn)動(dòng)到高為h2的B處，若在A處的速度為vA，B處速度為vB