動(dòng)能和動(dòng)能定理高一物理完整版講課件（人教版2019）

8.3動(dòng)能和動(dòng)能定理動(dòng)能動(dòng)能定理動(dòng)能定理的應(yīng)用物體由于運(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(chē)微觀的分子1、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(duì)性，參考系不同，所以動(dòng)能也不同，在沒(méi)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(duì)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(wú)關(guān)，動(dòng)能是標(biāo)量，且恒為正值。5、性質(zhì)：練一練：【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(shuō)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(guò)程中物體的速度變化，其動(dòng)能一定變化【正確答案】A【變式訓(xùn)練】下列關(guān)于動(dòng)能的說(shuō)法，正確的是（）A．汽車(chē)的動(dòng)能一定比火車(chē)的動(dòng)能小B．汽車(chē)的動(dòng)能有可能比火車(chē)的動(dòng)能大C．速度相同的汽車(chē)和火車(chē)一定具有相同的動(dòng)能D．質(zhì)量相同的兩輛汽車(chē)一定具有相同的動(dòng)能【正確答案】B練一練：

我們知道功是能量轉(zhuǎn)化的量度，重力做功對(duì)應(yīng)于重力勢(shì)能的變化，彈簧彈力做功對(duì)應(yīng)于彈性勢(shì)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(lái)越大，動(dòng)能增加，這種情況下推力對(duì)物體做了功。思考：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(chē)提速時(shí)牽引力做功子彈穿透木板時(shí)受阻力做功二、動(dòng)能定理1.內(nèi)容：力在一個(gè)過(guò)程中對(duì)物體做的功，等于物體在這個(gè)過(guò)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：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(guò)程中外力做的功與動(dòng)能的關(guān)系。情景1GFN4.推導(dǎo)過(guò)程：Fv1Fv2l情景1GFN情景1

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

情景3動(dòng)能初態(tài)和末態(tài)的表達(dá)式均為“”，這個(gè)“”代表什么？情景3

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。Ek2Ek1W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）W的含義：包含物體重力在內(nèi)的所有外力所做功的代數(shù)和。（2）合力做正功，即W合＞０，Ek2＞Ek1，動(dòng)能增大；合力做負(fù)功，即W合＜０，Ek2＜Ek1，動(dòng)能減小5.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(guò)程中，我們是將牛頓第二定律作為已知的知識(shí)來(lái)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?。【典?】下列關(guān)于運(yùn)動(dòng)物體的合力做功和動(dòng)能、速度變化的關(guān)系，正確的是（）A．物體做變速運(yùn)動(dòng)，合外力一定不為零，動(dòng)能一定變化B．若合外力對(duì)物體做功為零，則合外力一定為零C．物體的合外力做功，它的速度大小一定發(fā)生變化D．物體的動(dòng)能不變，所受的合外力必定為零

練一練：【正確答案】C【變式訓(xùn)練】有一質(zhì)量為m的木塊，從半徑為r的圓弧曲面上的a點(diǎn)滑向b點(diǎn)，如圖所示。如果由于摩擦使木塊的運(yùn)動(dòng)速率保持不變，則以下敘述正確的是（）練一練：【正確答案】CA．木塊所受的合外力為零B．因木塊所受的力都不對(duì)其做功，所以合外力的功為零C．重力和摩擦力的總功為零D．重力和摩擦力的合力為零小結(jié)：練一練：

【例1】

一架?chē)姎馐斤w機(jī)，質(zhì)量m為7.0×104kg，起飛過(guò)程中從靜止開(kāi)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(guò)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(duì)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)值代入后得到練一練：【例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(guò)繩子對(duì)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(kāi)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(duì)地面的平均沖擊力是多大？（1）兩根繩子對(duì)重物的合力F合＝2Fcos37°＝2×320×0.8N＝512N由A至E的過(guò)程中，應(yīng)用動(dòng)能定理可得（2）由E到F的過(guò)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(duì)地面的平均沖擊力的大小為8.3×103ＮHBAmgT合mgCDEF練一練：【拓展例題】考查內(nèi)容：利用動(dòng)能定理求變力做功【典例示范】如圖所示，質(zhì)量為m的小球用長(zhǎng)L的細(xì)線懸掛而靜止在豎直位置?，F(xiàn)用水平拉力F將小球緩慢拉到細(xì)線與豎直方向成θ角的位置。在此過(guò)程中，拉力F做的功為（）A．FLcosθ B．FLsinθC．FL（1-cosθ