中職物理課件202第二節(jié) 動(dòng)能定理

第二節(jié)動(dòng)能定理主講人：張明明山東省滕州市中等職業(yè)教育中心學(xué)校水車?yán)玫氖鞘裁茨芰?？它為什么能將水提升到高處？主要?nèi)容動(dòng)能動(dòng)能定理1201PART01動(dòng)能一、動(dòng)能動(dòng)能的大小跟哪些因素有關(guān)呢？初中物理中已經(jīng)學(xué)過(guò)，如果一個(gè)物體能夠?qū)ν饨缱龉?，就說(shuō)這個(gè)物體具有能量。物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量，稱為動(dòng)能。

【觀察與體驗(yàn)】

研究動(dòng)能與物體質(zhì)量、速度的關(guān)系一、動(dòng)能

1．保持小車的質(zhì)量不變，改變小車的速度

【觀察與體驗(yàn)】

研究動(dòng)能與物體質(zhì)量、速度的關(guān)系一、動(dòng)能

2．保持小車的速度不變，改變小車的質(zhì)量

【思考與討論】

與本學(xué)習(xí)小組的同學(xué)討論，通過(guò)比較

s1和

s2可以發(fā)現(xiàn)，小車的質(zhì)量相同時(shí)，下滑的初始位置越高，滑到底端時(shí)的速度越

，把木塊推得越

，對(duì)木塊做功越

，說(shuō)明小車做功前的動(dòng)能越

；

比較

s1和

s3可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)小車從相同的高度滑下，滑到底端的速度相同時(shí)，質(zhì)量越大的小車把木塊推得越

，對(duì)木塊做的功越

，說(shuō)明小車做功前的動(dòng)能越

。一、動(dòng)能

比較法是確定研究對(duì)象之間差異點(diǎn)和共同點(diǎn)的思維方法，是物理學(xué)研究中常用的一種方法。在上面的實(shí)驗(yàn)中，對(duì)每一種影響動(dòng)能大小因素的研究都采用了比較法?！舅季S與方法】

比較法一、動(dòng)能

客觀世界是千姿百態(tài)的，是相互區(qū)別，又相互聯(lián)系的。人類要認(rèn)識(shí)客觀世界，就要比較、鑒別那些表面相似而本質(zhì)不同的物理現(xiàn)象和過(guò)程，將它們區(qū)別開(kāi)來(lái)，才能抽象出清晰的物理概念，發(fā)現(xiàn)規(guī)律。

通過(guò)大量精確的實(shí)驗(yàn)，人們歸納出：一個(gè)質(zhì)量為

m，速度為v的物體，它的動(dòng)能等于物體的質(zhì)量與速度二次方乘積的一半。用

Ek表示動(dòng)能，則有一、動(dòng)能

動(dòng)能是標(biāo)量，它的國(guó)際單位制單位是J（焦）。

示例1

一個(gè)質(zhì)量為60kg的人以10m/s的速度奔跑，一顆質(zhì)量為0.010kg的子彈以800m/s的速度射出。人和子彈相比，哪一個(gè)的動(dòng)能大？一、動(dòng)能

解

根據(jù)動(dòng)能的定義式，人的動(dòng)能是

子彈的動(dòng)能是

通過(guò)比較可知，這顆射出的子彈比高速奔跑的人的動(dòng)能大。02PART01動(dòng)能定理

從功和能的角度研究此過(guò)程，可發(fā)現(xiàn)合外力對(duì)物體做的功，使物體的動(dòng)能發(fā)生了變化，即合外力做的功等于物體動(dòng)能的增量，這個(gè)結(jié)論稱為動(dòng)能定理。

如果一個(gè)質(zhì)量為

m，初速度為v1的物體，受到合外力

F合

的作用，并在力的方向上產(chǎn)生了一個(gè)位移

s，而物體的末速度變?yōu)関2。二、動(dòng)能定理

運(yùn)用牛頓第二定律和勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式，通過(guò)數(shù)學(xué)推導(dǎo)，可以演繹出

示例2

在一次汽車制動(dòng)性能的測(cè)試中，假設(shè)汽車制動(dòng)時(shí)的阻力不變，以不同速度行駛的汽車，制動(dòng)后所經(jīng)過(guò)的距離如下表所示。二、動(dòng)能定理汽車制動(dòng)前的速率

v/（

km·h－1）制動(dòng)距離

s/m101204401660?

請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，分析以下問(wèn)題：

（1）為什么汽車的速度越大，制動(dòng)的距離越長(zhǎng)？二、動(dòng)能定理

（2）讓汽車載上3名乘客，再做同樣的測(cè)試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)制動(dòng)距離增加了。試分析原因。

（3）設(shè)汽車（沒(méi)有乘客）在以60km/h的速度行駛的時(shí)候制動(dòng)，在表中填上制動(dòng)距離的近似值，說(shuō)明分析的依據(jù)和過(guò)程。

解

（1）以汽車為研究對(duì)象。在制動(dòng)過(guò)程中，汽車所受的合外力就是阻力Ff，汽車的位移為s。

二、動(dòng)能定理

阻力對(duì)汽車做負(fù)功，汽車制動(dòng)后的末速度為零。由動(dòng)能定理可知

（2）載上3名乘客的汽車，質(zhì)量增加了。在汽車初速度相同的情況下，汽車的初動(dòng)能增加了，同理可知，汽車的制動(dòng)距離也會(huì)增加。二、動(dòng)能定理

（3）由于不知道汽車的質(zhì)量及其制動(dòng)過(guò)程中的阻力大小，所以不能直接求解。通過(guò)分析動(dòng)能定理公式和表中的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，制動(dòng)距離與汽車初速度的平方成正比，因此可以得出，當(dāng)汽車的初速度為

60km/h時(shí)，制動(dòng)距離應(yīng)是

36m。正是因?yàn)檐囕v的動(dòng)能越大，它停下來(lái)需要的制動(dòng)距離越長(zhǎng)，所以在公路上，尤其是在高速公路上，設(shè)置了很多限制車速的標(biāo)志牌。由于小型車輛的質(zhì)量較小，因此高速公路上最高限制速度一般是120km/h；而由于貨車、客車等中、大型車輛的質(zhì)量較大，因此對(duì)它們的最高限制速度一般是100km/h。二、動(dòng)能定理

司機(jī)在公路（尤其是高速公路）上開(kāi)車時(shí)，一定要時(shí)刻注意與前面的車輛保持適當(dāng)?shù)木嚯x，防止發(fā)生追尾事故。為此交通部門還在高速公路兩側(cè)設(shè)置了很多車距確認(rèn)標(biāo)志牌，提醒司機(jī)與前車保持安全距離。二、動(dòng)能定理

水車一般都建在河邊，利用流動(dòng)的河水對(duì)水車做功，使水車的動(dòng)能增加。水車獲得了動(dòng)能，即可對(duì)舀起的河水做功，將其運(yùn)送到高處。二、動(dòng)能定理

右圖為上海市東海大橋100MW風(fēng)電場(chǎng)正在整體吊裝一臺(tái)巨型風(fēng)力發(fā)電機(jī)。正在吊裝的風(fēng)力發(fā)電機(jī)上每一