【優(yōu)化指導(dǎo)】高中物理 77 動(dòng)能和動(dòng)能定理同步課件 新人教必修2

第七節(jié)動(dòng)能和動(dòng)能定理1．知道動(dòng)能的定義、表達(dá)式、單位及特點(diǎn)．2．理解動(dòng)能定理．3．會(huì)應(yīng)用動(dòng)能定理解決問(wèn)題．一、動(dòng)能1．定義：物體由于

而具有的能．2．表達(dá)式：

.3．單位：與功的單位相同，國(guó)際單位為．1J＝

＝

.焦耳1_N·m1_kg·m2/s2運(yùn)動(dòng)4．物理量特點(diǎn)(1)動(dòng)能是

量，具有瞬時(shí)性，物體在某一狀態(tài)的動(dòng)能由物體的質(zhì)量和該狀態(tài)下物體的速度共同決定．(2)物體的動(dòng)能具有

，由于對(duì)不同的參考系，同一物體的瞬時(shí)速度有不同值，所以在同一狀態(tài)下物體的動(dòng)能也有不同值．一般地如無(wú)特別說(shuō)明，物體的動(dòng)能均是相對(duì)

的．(3)動(dòng)能是

，只有大小沒(méi)有方向，動(dòng)能沒(méi)有負(fù)值，與物體的速度方向無(wú)關(guān)．狀態(tài)相對(duì)性地面標(biāo)量二、動(dòng)能定理1．動(dòng)能定理的推導(dǎo)(1)建立情景如圖所示，質(zhì)量為m的物體，在恒力F作用下，經(jīng)位移l后，速度由v1增加到v2.Flma2．內(nèi)容：合外力在一個(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Ek2－Ek1說(shuō)明：①式中W為

，它等于各力做功的 ．②如果外力做正功，物體的

，外力做負(fù)功，物體的 ．4．適用范圍：不僅適用于

做功和

運(yùn)動(dòng)，也適用于

做功和

運(yùn)動(dòng)情況．合力的功代數(shù)和動(dòng)能增加動(dòng)能減少恒力直線變力曲線在同一高度以相同的速率將手中的小球以上拋、下拋、平拋三種不同方式拋出，落地時(shí)速度、動(dòng)能是否相同？提示：重力做功相同，動(dòng)能改變量相同，末動(dòng)能、末速度大小相同，但末速度方向不同．(5)動(dòng)能能定理理不僅僅描述述了功功和動(dòng)動(dòng)能增增量之之間的的等值值關(guān)系系，還還體現(xiàn)現(xiàn)了它它們之之間的的因果果關(guān)系系，也也就是是說(shuō)力力對(duì)物物體做做功是是引起起物體體動(dòng)能能變化化的原原因，，合外外力做做功的的過(guò)程程實(shí)質(zhì)質(zhì)上是是其他他形式式的能能與動(dòng)動(dòng)量相相互轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化的的過(guò)程程，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化了了多少少由合合外力力做了了多少少功來(lái)來(lái)度量量．【特別別提醒醒】動(dòng)能定定理應(yīng)應(yīng)用中中所針針對(duì)的的一般般為單單個(gè)物物體，，且物物體要要在慣慣性參參考系系中運(yùn)運(yùn)動(dòng)．．二、動(dòng)動(dòng)能定定理的的應(yīng)用用及其其優(yōu)越越性1．動(dòng)能定定理與與牛頓頓定律律解題題的比比較牛頓定律動(dòng)能定理相同點(diǎn)確定研究對(duì)象，對(duì)物體進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析適用條件只能研究在恒力作用下物體做直線運(yùn)動(dòng)的情況對(duì)于物體在恒力或變力作用下，物體做直線或曲線運(yùn)動(dòng)均適用應(yīng)用方法要考慮運(yùn)動(dòng)過(guò)程的每一個(gè)細(xì)節(jié)，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解題只考慮各力的做功情況及初、末狀態(tài)的動(dòng)能運(yùn)算方法矢量運(yùn)算代數(shù)運(yùn)算2．應(yīng)用動(dòng)動(dòng)能定定理的的優(yōu)越越性(1)物體體由初初始狀狀態(tài)到到末狀狀態(tài)的的過(guò)程程中，，物體體的運(yùn)運(yùn)動(dòng)性性質(zhì)、、運(yùn)動(dòng)動(dòng)軌跡跡、做做功的的力是是變力力還是是恒力力等諸諸多因因素都都可以以不予予考慮慮，使使分析析簡(jiǎn)化化．(2)應(yīng)用用牛頓頓運(yùn)動(dòng)動(dòng)定律律和運(yùn)運(yùn)動(dòng)學(xué)學(xué)規(guī)律律時(shí)，，涉及及的有有關(guān)物物理量量比較較多，，對(duì)運(yùn)運(yùn)動(dòng)過(guò)過(guò)程中中的細(xì)細(xì)節(jié)也也要仔仔細(xì)研研究，，而應(yīng)應(yīng)用動(dòng)動(dòng)能定定理只只考慮慮合外外力做做功和和初、、末兩兩個(gè)狀狀態(tài)的的動(dòng)能能，并并且可可以把(3)一般情況下，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律能夠求解的問(wèn)題，用動(dòng)能定理也可以求解，并且更為簡(jiǎn)捷．3．應(yīng)用動(dòng)動(dòng)能定定理解解題的的步驟驟(1)確定定研究究對(duì)象象和研研究過(guò)過(guò)程．．(2)對(duì)研研究對(duì)對(duì)象進(jìn)進(jìn)行受受力分分析．．(研研究對(duì)對(duì)象以以外的的物體體施于于研究究對(duì)象象的力力都要要分析析，含含重力力)(3)寫(xiě)出出該過(guò)過(guò)程中中合外外力做做的功功，或或分別(4)寫(xiě)出物體的初、末動(dòng)能．(注意動(dòng)能增量是末動(dòng)能減初動(dòng)能)(5)按照動(dòng)能定理列式求解．【特別別提醒醒】(1)功的的計(jì)算算公式式W＝Flcosα只能求求恒力力做的的功，，不能能求變變力的的功，，而由由動(dòng)能能定理理知，，只要要求出出物體體的動(dòng)動(dòng)能變變化ΔΔEk＝Ek2－Ek1，就可可以間間接求求得變變力做做的功功．(2)列方方程時(shí)時(shí)等號(hào)號(hào)的左左邊是是合外外力做做的功功，右右邊是是動(dòng)能能的增增量.下列關(guān)于運(yùn)運(yùn)動(dòng)物體所所受的合力力、合力做做功和動(dòng)能能變化的關(guān)關(guān)系，正確確的是A．如果物物體所受的的合力為零零，那么合合力對(duì)物體體做的功一一定為零B．如果合合力對(duì)物體體做的功為為零，則合合力一定為為零C．物體在在合力作用用下做勻變變速直線運(yùn)運(yùn)動(dòng)，則動(dòng)動(dòng)能在一段段過(guò)程中變變化量一定定不為零D．如果物物體的動(dòng)能能不發(fā)生變變化，則物物體所受合合力一定是是零解析：功是力與物物體在力的的方向上發(fā)發(fā)生的位移移的乘積，答案：A【針對(duì)訓(xùn)練練】1.一物體體做變速運(yùn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，下下列說(shuō)法正正確的有()A．合外力力一定對(duì)物物體做功，，使物體動(dòng)動(dòng)能改變B．物體所所受合外力力一定不為為零C．合外力力一定對(duì)物物體做功，，但物體動(dòng)動(dòng)能可能不不變D．物體加加速度一定定不為零解析：物體的速度度發(fā)生了變變化，則合合外力一定定不為零，，加速度也也一定不為為零，B、、D正確；；物體的速速度變化，，可能是大大小不變，，方向變化化，故動(dòng)能能不一定變變化，合外外力不一定定做功，A、C錯(cuò)誤誤．答案：BD如圖所示，，物體在離離斜面底端端5m處處由靜止開(kāi)開(kāi)始下滑，，然后滑上上由小圓弧弧連接的水水平面上，，若物體與與斜面及水水平面的動(dòng)動(dòng)摩擦因數(shù)數(shù)均為0.4，斜面面傾角為37°.求求物體能在在水平面上上滑行多遠(yuǎn)遠(yuǎn)．解析：解法一：分分段法對(duì)物體在斜斜面上和水水平面上時(shí)時(shí)受力分析析如圖所示示．物體下滑階階段FN1＝mgcos37°故Ff1＝μFN1＝μmgcos37°由動(dòng)能定理理得答案：3.5m【題后總結(jié)結(jié)】(1)應(yīng)用用動(dòng)能定理理解題時(shí)必必須明確所所研究的運(yùn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程．．(2)當(dāng)既既可用分段段法也可用用全程法時(shí)時(shí)，一般說(shuō)說(shuō)來(lái)全程法法簡(jiǎn)捷．(3)當(dāng)當(dāng)物體做做往復(fù)運(yùn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，，一般選選用全程程法．【針對(duì)訓(xùn)訓(xùn)練】2.物體體從高出出地面H處由靜止止自由落落下，不不考慮空空氣阻力力，落至至沙坑表表面后又又進(jìn)入沙沙坑h深度停止止(如圖圖所示)．求物物體在沙沙坑中受受到的平平均阻力力是其重重力的多多少倍？？解析：設(shè)物體在在AB段克服摩摩擦力所所做的功功為WAB，物體從從A到C的全過(guò)程程，根據(jù)據(jù)動(dòng)能定定理，有有：mgR－WAB－μmgR＝0所以WAB＝mgR－μmgR＝(1－－μ)mgR.答案：D