8-3動(dòng)能和動(dòng)能定理-《新教材》人教高中物理必修二課件

8.3動(dòng)能和動(dòng)能定理物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫做動(dòng)能。行星的運(yùn)動(dòng)飛馳的汽車微觀的分子

我們知道功是能量轉(zhuǎn)化的量度，重力做功對應(yīng)于重力勢能的變化，彈簧彈力做功對應(yīng)于彈性勢能的變化。那么動(dòng)能和力的做功有關(guān)嗎？例如：炮彈在炮筒內(nèi)推力的作用下速度越來越大，動(dòng)能增加，這種情況下推力對物體做了功。物體動(dòng)能的變化與力的做功有關(guān)。炮彈發(fā)射時(shí)火藥的推力做功列車提速時(shí)牽引力做功子彈穿透木板時(shí)受阻力做功Fv1Fv2l

光滑水平面上，質(zhì)量為m的物體，在與運(yùn)動(dòng)方向總相同的恒力F的作用下發(fā)生一段位移l，速度由v1增加到v2。試尋求這個(gè)過程中外力做的功與動(dòng)能的關(guān)系。情景1GFNFv1Fv2l情景1GFN

若地面粗糙，物體所受摩擦力恒為f，這個(gè)過程中外力做的功與動(dòng)能的關(guān)系又會(huì)如何？lFv2Fv1ffGFN情景2

質(zhì)量為m的物體，沿一段曲線運(yùn)動(dòng)，速度由v1增加到v2，試推導(dǎo)這個(gè)過程中合外力做的功與速度的關(guān)系。解：1→2：整理得：

2→3：(N-1)→N：······

動(dòng)能初態(tài)和末態(tài)的表達(dá)式均為“

”，這個(gè)“”代表什么？

動(dòng)能與質(zhì)量（m）和速度（v）有關(guān)。功與能量的轉(zhuǎn)化的概念緊密相連。Ek2Ek11、定義：3、單位：2、公式：4、標(biāo)量：物體由于物體運(yùn)動(dòng)而具有的能量。遵從代數(shù)運(yùn)算法則焦耳（J）1J=1kg·m2/s2

一、動(dòng)能（1）動(dòng)能具有相對性，參考系不同，所以動(dòng)能也不同，在沒有特別指明時(shí)，一般都以地面為參考系（2）動(dòng)能具有瞬時(shí)性，動(dòng)能是狀態(tài)量，對應(yīng)物體在某一時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，速度變化時(shí)，動(dòng)能不一定變化，但動(dòng)能變化時(shí)，速度一定變化（3）物體的動(dòng)能與速度的大小有關(guān)，而與速度的方向無關(guān)，動(dòng)能是標(biāo)量，且恒為正值。5、理解：

2016年8月16日，我國成功發(fā)射首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”，它的質(zhì)量為631kg，某時(shí)刻它的速度大小為7.6km/s，此時(shí)它的動(dòng)能是多少？二、動(dòng)能定理1.內(nèi)容：力在一個(gè)過程中對物體做的功，等于物體在這個(gè)過程中動(dòng)能的變化。2.公式：動(dòng)能定理在曲線運(yùn)動(dòng)和變力做功情況下仍然適用。3.適用范圍：W合＝Ek2－Ek1合力做的功末態(tài)的動(dòng)能初態(tài)的動(dòng)能W合=

-mv1212mv2212（1）合力做正功，即W合＞０，Ek2＞Ek1，動(dòng)能增大（2）合力做負(fù)功，即W合＜０，Ek2＜Ek1，動(dòng)能減小4.理解：

演繹推理是從一般性結(jié)論推出個(gè)別性結(jié)論的方法，即從已知的某些一般原理、定理、法則、公理或科學(xué)概念出發(fā)，推出新結(jié)論的一種思維活動(dòng)。比如，在“動(dòng)能定理”的推導(dǎo)過程中，我們是將牛頓第二定律作為已知的知識(shí)來考慮，然后經(jīng)歷一系列數(shù)學(xué)推導(dǎo)，從而得到新的結(jié)論—?jiǎng)幽芏ɡ怼?/p>

一架噴氣式飛機(jī)，質(zhì)量m為7.0×104kg，起飛過程中從靜止開始滑跑。當(dāng)位移

l

達(dá)到2.5×103m時(shí)，速度達(dá)到起飛速度80m/s。在此過程中，飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)所受重力的1/50。g

取10m/s2，求飛機(jī)平均牽引力的大小。F牽xvF阻lO解：以飛機(jī)為研究對象，設(shè)飛機(jī)滑跑的方向?yàn)閤軸正方向。飛機(jī)的初動(dòng)能Ek1＝0，末動(dòng)能，合力F合做的功根據(jù)動(dòng)能定理,有由于把數(shù)值代入后得到研究對象確定初末狀態(tài)，分析該過程中各力做的功及動(dòng)能變化。根據(jù)動(dòng)能定理列方程求解。并對結(jié)果進(jìn)行必要的討論。研究過程靈活選擇研究過程一般研究單個(gè)物體不要漏掉重力做功運(yùn)動(dòng)分析受力分析注意各力做功的正負(fù)情況【例題2】人們有時(shí)用“打夯”的方式把松散的地面夯實(shí)。設(shè)某次打夯符合以下模型：兩人同時(shí)通過繩子對重物各施加一個(gè)力，力的大小均為320N，方向都與豎直方向成37°，重物離開地面30cm后人停止施力，最后重物自由下落把地面砸深2cm。已知重物的質(zhì)量為50kg，g取10m/s2，cos37°＝0.8。求：（1）重物剛落地時(shí)的速度是多大？（2）重物對地面的平均沖擊力是多大？（1）兩根繩子對重物的合力F合＝2Fcos37°＝2×320×0.8N＝512N由A至E的過程中，應(yīng)用動(dòng)能定理可得（2）由E到F的過程中，應(yīng)用動(dòng)能定理可得重物落地時(shí)的速度大小為2.5ｍ/s，對地面的平均沖擊力的大小為8.3×103ＮHBAmgT合mgCDEF【典例1】（2021·江蘇淮安市·高一月考）關(guān)于物體的動(dòng)能，下列說法正確的是（）A．物體的質(zhì)量、速度不變，其動(dòng)能一定不變B．物體的動(dòng)能不變，其速度一定不變C．兩個(gè)物體中，速度大的動(dòng)能也大D．某一過程中物體的速度變化，其動(dòng)能一定變化【正確答案】A若物體在運(yùn)動(dòng)過程中受到的合外力不為零，經(jīng)過一段時(shí)間，則（）A．物體的動(dòng)能可能不變B．物體的動(dòng)能一定變化C．物體的加速度一定變化D．物體速度方向一定變化【正確答案】A

關(guān)于動(dòng)能的理解，下列說法正確的是（）A.動(dòng)能是普遍存在的機(jī)械能的一種基本形式，運(yùn)動(dòng)物體都具有動(dòng)能B.公式Ek=

mv2中，v是物體相對于地面的速度，且動(dòng)能總是正值C.一定質(zhì)量的物體，動(dòng)能變化時(shí)，速度一定變化，但速度變化時(shí)，動(dòng)能不一定變化D.動(dòng)能不變的物體，一定處于平衡狀態(tài)AC

某雪上項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員在一次自由式滑雪空中技巧比賽中，沿“助滑區(qū)”保持同一姿態(tài)下滑了一段距離，重力對他做功1900J，他克服阻力做功100J，他在此過程中（）A.動(dòng)能增加了1900J B.動(dòng)能增加了2000JC.重力勢能減小了1900J D.重力勢